3. Структурная схема

Микропроцессорная система (МПС), структурная схема которой приведена на чертеже ИТПЭВС.000000.001Э1, построена на основе базовой структуры МПС и подключенных к ней внешних устройств (ВУ), обеспечивающих выполнение поставленной задачи.

Подключение ВУ обеспечивается определенной структурой соединений – межмодульными связями. Для нашей структурной схемы был выбран магистральный тип, т.к. он обеспечивает независимость ВУ друг от друга, простоту проектирования блока сопряжения, высокую скорость обмена.

Элемент, управляющий обменом информацией по магистрали (микропроцессор, контроллер, сопроцессор), прежде всего должен адресовать тот элемент системы (ВУ), с которым обмен будет происходить. Для адресации ВУ в нашей структурной схеме использован прямой метод адресации. Блок сопряжения, отвечающий за преобразование адресной информации магистрали в конкретный сигнал выбора элемента системы (по входу "Выбор модуля" – ВМ), называется дешифратором адреса. Каждому ВУ ставится в соответствие логическая комбинация значений сигналов на адресных шинах магистрали. В этом случае дешифратор адреса представляет собой комбинационную схему, выполняющую преобразование адресной комбинации в конкретный сигнал выбора ВУ.

При разработке структурной схемы для организации связи между элементами МПС был выбран программно-управляемый обмен, т.к. реализации взаимодействия между МП и любым ВУ во времени, достаточно двух управляющих шин (когда и кому). В случае шина "Запись" (ЗП) определяет интервал времени обмена и направление обмена от МП к ВУ, а шина "Чтение" (ЧТ) – интервал времени обмена и направление передачи от ВУ к МП.

В нашем случае в качестве внешних устройств выступают: индикация, клавиатура и ЦАП, которые подключаются через порты. Регистр, осуществляющий прием, хранение и выдачу информации, но не преобразующий ее, называется портом ("пристанищем" информации).

Назначение элементов структурной схемы:

БНУ (блок начальных установок) – предназначен для введения МП в исходное состояние.

ГТИ (генератор тактовых импульсов) – предназначен для синхронизации работы микропроцессора, формируя две фазы С1 и С2 с положительными импульсами.

МП (микропроцессор) – применяется в качестве центрального процессора в устройствах обработки данных и управления, предназначен для вычисления требующихся параметров.

БС МП - блок сопряжения микропроцессора, предназначен для усиления мощности выходных сигналов МП, согласования нагрузочной способности МП с магистралью, формирования шины управления, разделения шин программно-управляемого управляемого обмена ЧТ и ЗП на ЧТЗУ, ЗПЗУ для работы с ЗУ и ЧТВУ, ЗПВУ для работы с ВУ.

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, содержит информацию и рабочую программу, не изменяющуюся в процессе работы системы, а также необходимо для хранения программы, данных и необходимых констант при выключенном питании.

БС ПЗУ – блок сопряжения ПЗУ, предназначен для согласования ПЗУ по энергетическому потоку с шинами данных, адреса и управления.

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство, предназначено для хранения обмена с другими устройствами информацией, изменяющейся в процессе работы системы. Обладает на много большим быстродействием, чем ПЗУ.

БС ОЗУ – блок сопряжения ОЗУ, предназначен для согласования ОЗУ по энергетическому потоку с шинами данных, адреса и управления.

ДА (дешифратор адреса) – предназначен для преобразования адресной комбинации поступившей на вход в конкретный сигнал выбора устройства.

Порт 1 хранит данные, которые должны отображаться на индикаторе.

Порт 2 предназначен для хранения управляющей информации для включения индикатора и опроса линий кнопок клавиатуры логическим "0".

Порт 3 – предназначен для хранения кода, поступающего с клавиатуры.

Порт 4 – предназначен для хранения данных, которые должны будут быть выведены с помощью ЦАП.

ЦАП непрерывно преобразует цифровой импульс генерируемый МП в физическое непрерывное значение напряжения.

Клавиатура 4х3 – динамическая клавиатура, содержащая 10 кнопок для ввода и 1 кнопку сброса.

Восьмисегментный индикатор – для вывода , введенного с клавиатуры.