Однокристальные микро эвм серии кр1816

Структурная схема МП 1816

МП-комплект 1816 состоит из 4 модификаций микроЭВМ, выполненных по n-МДП технологии.

В одной микросхеме размещается 8-разрядная однокристальная микроЭВМ. Эта микроЭВМ отличается особой универсальностью, автономностью, гибкостью применения в различных встроенных устройствах автоматики и управления. Вследствие этого эти устройства называются микроконтроллерами (МК).

На структурной схеме можно условно выделить основные блоки: процессор, блок программной памяти (БПП), резидентную память данных (РПД), устройства ввода- вывода (УВВ), таймер-счетчик, схему прерывания.

Процессор включает в себя АЛУ, устройство управления и синхронизации, схемы условных переходов, регистр состояния программы (ССП).

АЛУ – 8-разрядное, параллельного действия, которое выполняет операции сложения и вычитания в дополнительном коде в двоичной и двоично-десятичной системах счисления.

Кроме того выполняются логические операции И, ИЛИ, сумма по модулю 2, сдвПР, сдвЛВ.

Основой всей структуры микроЭВМ является внутренняя восьмиразрядная магистраль данных.

На рис. используются следующие условные обозначения:

АЛУ построено без регистров. Роль РОН выполняют регистры памяти данных (РПД).

В процессе выполнения вычислений формируется слово-состояние процессора (ССП), формат которого представлен на рис.

Формат ССП

Организация памяти программ

Одной из важнейших особенностей МК является физическое и логическое разделение памяти на память программ и память данных.

БПП – блок программной памяти. Основной узел ППЗУ – (перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство) Объем – 1кХ8 бит (1024 байта). Команда считываемая из ППЗУ поступает на регистр команд (РК) и дешифратор. С выхода DC команд подается сигнал в устройство управления и синхронизации, в котором формируются управляющие сигналы в соответствии с командой.

Карта адресов памяти программ

На рис. представлена структура (карта) программной памяти, которая разделяется на резидентную память программ (РПП) –банк 0 и внешнюю память программ (ВПП)-банк1.

Для запуска программы на выполнение, при включении компьютерной системы подается сигнал сброса (SR), при этом устанавливается в 0 счетчик команд → идет обращение к адресу 0000.

По адресу 0000 размещена команда безусловного перехода к началу выполняемой программы. Прочтенная команда поступает в регистр команд (РК) и затем в дешифратор кода операции (DC).

С выхода DC команд сигналы подаются в устройство управления и синхронизации, в котором формируются управляющие сигналы в соответствии с выполняемой командой.

По адресу 0003 находится начальный адрес подпрограммы обработки прерывания от внешнего устройства.

По адресу 0007 начальный адрес подпрограммы обработки прерывания от таймера счетчика.

Выбор БАНК0 или БАНК1 осуществляется с помощью 12-го разряда:

СЧ[11] := 0 → БАНК0

СЧ[11] := 1 → БАНК1.

Вся РПП разбита на страницы по 256 адресов в каждой.

Организация памяти данных

Память данных разделена на внутреннюю и внешнюю.

7 0
РПД 32х8	63 32
Банк РГ1	31
R1*
R0*	24
Стек 16х8	23 8
Банк РГ0	7
R1	1
R0	0

Карта памяти данных

Внутренняя или резидентная память данных (РПД) представляет собой ОЗУ емкостью 64 байта. На рис. 4.22 представлена его карта памяти. Как следует из рис., собственно РПД занимает 32 8 –разрядных ячейки. Кроме того, имеются два банка регистров РГ0 и РГ1 по 8х8 ячеек и стек размером 16 8-разрядных ячейки.

К регистрам в банке 0, банке 1 идет обращение командами с прямой адресацией. Кроме того, регистры этих банков R₀, R₁, R₀^*, R₁^* используются для организации команд с косвенной адресацией при обращении к резидентной памяти данных.

В стек заносятся данные прерванной программы при обработке прерываний. На каждое прерывание отводится 2 ячейки стека.

В первую ячейку стека заносится адрес возврата, т.е. содержимое счетчика команд, где указано, к какой команде возвратиться после обработки прерывания. По второму адресу записывается содержимое ССП [7:4].

2. ПНК с делителем на сопротивлениях R-2R. Назначение, структура, принцип действия.

[

Матрица такого ЦАП содержит резисторы только двух номиналов (рис.10.4,а), что делает ее выполнение много проще и точнее.

На каждый ключ (Кл) действует разряд входного кода an-1, an-2,…, a0. Когда в разряде присутствует 0, ток через ключ замыкается на “землю”. Если в разряде присутствует 1, то ток проходит к инвертирующему входу операционного усилителя (ОУ). В силу этого правые по схеме выводы резисторов 2R имеют нулевой потенциал: через ключи они подключены к “земле” или к инвертирующему входу ОУ, потенциал которого близок к нулю (U0.0). Поэтому резистивную матрицу можно представить схемой, изображенной на рис.10.4, б.

Рассматривая ее сверху вниз, легко заметить, что эквивалентное сопротивление элементов, расположенных выше каждой пары узлов 1–1', 2–2',…, n–n', равно 2R. Поэтому в каждом узле притекающий к нему ток делится пополам, и токи по ветвям распределяются так, как показано на рис.10.4,б, т. е. они соотносятся как веса разрядов двоичного кода.

Если в разрядах кода присутствуют 1, то ключи коммутируют токи соответствующих ветвей к неинвертирующему входу ОУ, где они складываются, и на резисторе R0 (на выходе ЦАП) создают напряжение, эквивалентное весу действующего на входе кода. Заметим, что операционный усилитель в данном случае осуществляет преобразование тока в напряжение.

Из схемы рис.10.4,а следует, что полное сопротивление между источником опорного напряжения Uоп и инвертирующим входом ОУ (точкой, имеющей нулевой потенциал) равно R и не зависит от числа единиц в разрядах кода. Отсюда следует, что ток на входе матрицы I0=Uоп/R, а коэффициент усиления ОУ K=R0/R.

Так как в каждом узле ток делится пополам, то через ключ, на который воздействует младший разряд кода, проходит ток (рис.10.4 б)

I1= I0/2n = Uоп/(R2n), где n – число разрядов преобразователя. Его вклад в выходное напряжение ЦАП, т. е. напряжение от единицы в младшем разряде кода

U = (Uоп/R·2n)R0 = Uоп K / 2n,

а полное напряжение на выходе ЦАП

uвых=.U(an-1·2n-1+an-2·2n-2+…+a1·2+a0)=UопKN/2n, (10.1)

где an-1·2n-1+ an-2·2n-2+…+a1·2+a0 = N – вес входного кода в десятичном счислении.

Если во всех разрядах кода единицы, то N = 2n–1. При этом выходное напряжение = Uоп K(1-2-n) . Uоп K.

Из выражения (10.1) следует, что выходное напряжение цифроаналогового преобразователя (рис.10.4,а) пропорционально произведению Uоп N. Если источник Uоп является внешним, то ЦАП можно использовать в перемножающих устройствах, где один сомножитель – значение опорного напряжения Uоп, другой – устанавливаемый на входе код N, а произведение – выходное напряжение ЦАП. Такие ЦАП называют перемножающими.

По сравнению с ЦАП с матрицей двоично взвешенных резисторов рассмотренный ЦАП обладает большей точностью: выдержать соотношение резисторов только двух номиналов (R и 2R) значительно проще, чем n номиналов в сравниваемом преобразователе. Вместе с этим за счет наличия прецизионных аналоговых ключей он существенно дороже и структура его сложнее.

]