2.1 Микропроцессорный блок на базе микропроцессора кр580вм80

Микросхема КР580ВМ80 – функционально законченный однокристальный параллельный 8-разрядный микропроцессор с фиксированной системой команд, применяется в качестве центрального процессора в устройствах обработки данных и управления.

Условное графическое обозначение микросхемы приведено на рисунке 2.1, информация о назначении выводов - в таблице 2.1.

Рисунок 2.1 – Условное графическое обозначение микросхемы КР580ВМ80

Микропроцессор имеет раздельные 16-разрядную шину адреса и 8-разрядную шину данных. Шина адреса обеспечивает прямую адресацию внешней памяти объемом до 65536 байт, 256 устройств ввода и 256 устройств вывода.

Таблица 2.1 – Назначение выводов микросхемы КР580ВМ80

Номер вывода	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение
1, 25-27, 29-40	А10, А0-А2 А3-А9, А15, А12-А14, А11	Выходы (с тремя состояниями)	Канал адреса
2	GND	-	Общий
3-10	D4-D7, D3-D0	Входы/Выходы (с тремя состояниями)	Канал данных
11	UIO	-	Напряжение источника смещения - 5В
12	SR	Вход	Установка в исходное состояние
13	HLD	Вход	Захват
14	INT	Вход	Запрос прерывания
15, 22	C2, C1	Выходы	Тактовые сигналы
16	INTE	Выход	Разрешение прерывания
17	RC	Выход	Прием информации
18		Выход	Выдача информации
19	SYN	Выход	Сигнал синхронизации
20	UCC1	-	Напряжение питания +5В
21	HLDA	Выход	Подтверждение захвата
23	RDY	Вход	Сигнал «Готовность»
24	WI	Выход	Сигнал «Ожидание»
28	UCC2	-	Напряжение питания +12В

Микропроцессор КР580ВМ80 входит в состав микропроцессорного комплекта серии КР580. Комплект микросхем серии КР580 характеризуется архитектурным единством, которое обеспечивается автономностью и функциональной законченностью отдельных микросхем, унификацией их интерфейса, программируемостью микросхем, их логической и электрической совместимостью. Состав микропроцессорного комплекта серии КР580 приведен в таблице 2.2, основные электрические параметры даны в таблице 2.3.

Таблица 2.2 – Состав микропроцессорного комплекта серии КР580

Тип микросхемы	Функциональное назначение
КР580ВМ80А	Однокристальный восьмиразрядный микропроцессор
КР580ВВ51А	Программируемый последовательный интерфейс
КР580ВИ53	Программируемый таймер
КР580ВВ55А	Программируемый параллельный интерфейс
КР580ВТ57	Контроллер прямого доступа к памяти
КР580ВН59	Контроллер прерываний
КР580ВВ79	Интерфейс клавиатуры и дисплея
КР580ВГ75	Контроллер ЭЛТ
КР580ВК91А	Интерфейс МП-канала общего пользования
КР580ВА93	Приемопередатчик МП-канала общего пользования
КР580ГФ24	Генератор тактовых сигналов
КР580ВК28 КР580ВК38	Системный контроллер и шинный формирователь Системный контроллер и шинный формирователь
КР580ИР82 КР580ИР83	Буферный регистр Буферный регистр с инверсией
КР580ВА86 КР580ВА87	Шинный формирователь Шинный формирователь с инверсией

Таблица 2.3 – Основные электрические параметры микропроцессорного комплекта серии КР580

Параметр	Обозначение	Значение параметров [макс. (мин.)]
Напряжение питания, В	UCC	5,25(4,75)
Входное напряжение низкого уровня, В	UIL	0,8
Входное напряжение высокого уровня, В	UIH	(2,0)
Выходное напряжение низкого уровня, В	UOL	0,45
Выходное напряжение высокого уровня, В	UOH	(2,4)
Выходной ток низкого уровня, мА	IOL	2,2
Выходной ток высокого уровня, мА	IOH	-0,4
Ток утечки на входах, мкА	ILI	±10
Ток утечки на входах/выходах, мкА	IOZ	±10
Емкость нагрузки, пФ	CL	100
Емкость на входах, пФ	CI	10
Емкость на входах/выходах, пФ	CO	20

Число и состав микросхем в системе определяются требованиями, предъявляемыми потребителем. Необходимыми микросхемами в любой микропроцессорной системе являются микропроцессор КР580ВМ80 и генератор КР580ГФ24. Системный контроллер КР580ВК28 (КР580ВК38), буферная схема адреса, построенная на двух микросхемах КР580ВА86 (КР580ВА87) применяются в случае необходимости обеспечения большой нагрузочной способности по шинам адреса и данных.

Микросхема КР580ГФ24 – генератор тактовых сигналов фаз C1, C2, предназначен для синхронизации работы микропроцессора КР580ВМ80. Условное графическое обозначение микросхемы и информация о назначении выводов приведены на рисунке 2.2 и в таблице 2.4.

Рисунок 2.2 – Условное графическое обозначение микросхемы КР580ГФ24

Генератор формирует:

• две фазы C1, C2 с положительными импульсами, сдвинутыми во времени, амплитудой 12В и частотой 0,5-0,3 МГц;

• тактовые сигналы опорной частоты амплитудой напряжения ТТЛ;

• стробирующий сигнал состояния длительностью не менее (Топ/9-15 нс), где Топ – период тактовых сигналов опорной частоты;

• тактовые сигналы С, синхронные с фазой С2, амплитудой напряжения уровня ТТЛ.

Таблица 2.4 – Назначение выводов микросхемы КР580ГФ24

Номер вывода	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение
1	SR	Выход	Установка в исходное состояние системы и микропроцессора
2		Вход	Установка в исходное состояние системы и микропроцессора
3	REDYIN	Вход	Сигнал «Готовность»
4	RDY	Выход	Сигнал «Готовность»
5	SYN	Вход	Сигнал синхронизации
6	C	Выход	Тактовой сигнал, синхронный с фазой С2
7		Выход	Стробирующий сигнал состояния
8	GND	–	Общий
9	Ucc2	Вход	Напряжение питания +12В
10	C2	Выход	Тактовые сигналы – фаза С2
11	C1	Выход	Тактовые сигналы – фаза С1
12	OSC	Выход	Тактовые сигналы опорной частоты
13	TANK	Вход	Вывод для подключения колебательного контура
14,15	XTAL1, XTAL2	Вход	Выводы для подключения резонатора
16	Ucc1	Вход	Напряжение питания +5В

Для стабилизации тактовых сигналов опорной частоты к входам XTAL1 и XTAL2 генератора подключают резонатор, частота которого должна быть в 9 раз больше частоты выходных сигналов C1, C2. При частоте резонатора более 10000 кГц необходимо последовательно в цепи резонатора подсоединить конденсатор емкостью 3-10пФ.

Вход TANK предназначен для подключения колебательного контура, работающего на высших гармониках резонатора, для стабилизации тактовых сигналов опорной частоты. Тактовые сигналы, синхронные с сигналами опорной частоты, с выхода OSC используют при необходимости в микропроцессорной системе или для одновременной синхронизации нескольких генераторов.

Стробирующий сигнал состояния формируется при наличии на входе SYN напряжение высокого уровня, поступающего с выхода микропроцессора КР580ВМ80А в начале машинного цикла. Сигнал используется для занесения информации состояния микропроцессора в микросхему КР580ВК28 или КР580ВК38 для формирования управляющих сигналов.

Для согласования работы микропроцессора КР580ВМ80 с другими устройствами сигнал RDYIN синхронизируется по фазе С2 на выходе RDY генератора. Выходной сигнал SR используется для установления в исходное состояние микропроцессора и других микросхем в системе.

Типовая схема подключения микросхемы КР580ГФ24 к микропроцессору КР580ВМ80А показана на рисунке 2.3. Для автоматической установки микропроцессора КР580ВМ80 в исходное состояние при подаче напряжения питания ко входу микросхемы КР580ГФ24 подключают цепь, состоящую из элементов R, VD, C2.

Рисунок 2.3 – Типовая схема подключения микросхемы КР580ГФ24 к микропроцессору КР580ВМ80

Микросхемы КР580ВК28 и КР580ВК38 – системный контроллер и буферный регистр данных, применяется для формирования управляющих сигналов из слова состояния процессора и как буферный регистр данных. Условное графическое обозначение микросхем и информация о назначении их выводов приведены на рисунке 2.4 и в таблице 2.5.

Рисунок 2.4 – Условное графическое обозначение микросхем КР580ВК28, КР580ВК38

Микросхемы КР580ВК28 и КР580ВК38 отличаются лишь длительностью двух формирующих сигналов: и . Управляющие сигналы и формируются в цикле записи в микросхеме КР580ВК28 по сигналу , в микросхеме КР580ВК38 – по сигналу .

Таблица 2.5 – Назначение выводов микросхем КР580ВК28, КР580ВК38

Номер вывода	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение
1		Вход	Стробирующий сигнал состояния
2	HLDA	Вход	Подтверждение захвата
3		Вход	Выдача информации
4	RC	Вход	Прием информации
5, 7, 9, 11, 13, 16, 18, 20	DB4, DB7, DB3, DB2, DB0, DB1, DB5, DB6	Выход/вход	Шина данных системы
6,8,10,12, 15,17,19,21	D4, D7, D3, D2, D0, D1, D5, D6	Вход/выход	Шина данных микропроцессора
14	GND	-	Общий
22		Вход	Управление передачей данных и выдачей сигнала
23		Выход	Подтверждение запроса прерываний
24		Выход	Чтение из запоминающего устройства
25		Выход	Чтение из устройства ввода-вывода
26		Выход	Запись в запоминающее устройство
27		Выход	Запись в устройство ввода-вывода
28	Ucc	Вход	Напряжение питания +5В

Микросхемы КР580ВА86 и КР580ВА87 – двунаправленные шинные формирователи, предназначенные для обмена данными между микропроцессором и системной шиной; обладают повышенной нагрузочной способностью. Микросхема КР580ВА86 – формирователь без инверсии и с тремя состояниями на выходе, КР580ВА87 - формирователь с инверсией и с тремя состояниями на выходе. Условное графическое обозначение микросхем и информация о назначении их выводов приведены на рисунке 2.5 и в таблице 2.6.

Рисунок 2.5 – Условное графическое обозначение микросхем КР580ВА86 и КР580ВА87

Таблица 2.6 – Назначение выводов микросхем КР580ВА86 и КР580ВА87

Номер вывода	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение
1-8	A0-A7	Вход/выход	Информационная шина
9		Вход	Разрешение передачи (управление 3-м состоянием)
10	GND	–	Общий
11	T	Вход	Выбор направления передачи
12-19	B7 – B0 ( – для КР580ВА87)	Выход/вход	Информационная шина
20	Vcc	–	Напряжение питания +5В

Шинные формирователи, называемые также приемопередатчиками, шинными драйверами или магистральными вентиль-буферами, включается между источником информации и шиной. Они усиливают сигналы по мощности при работе на шину, отключают источник информации от шины, когда он не участвуют в обмене, формируют при необходимости требуемые уровни сигналов логической 1 или 0. Двунаправленные шинные формирователи позволяют в зависимости от сигнала управления передавать сигналы в шину или, напротив, принимать их с шины и передавать приемнику данных (микропроцессору).

Шинные формирователи широко представлены в сериях цифровых элементов. Кроме рассмотренных выше, можно указать шинные формирователи серий К589, К555, КР1533, КР1554.

Объем памяти запоминающего устройства в системе и использование одной или нескольких периферийных микросхем КР580ВВ51А, КР580ВИ53, КР580ВВ55Л КР580ВТ57, КР580ВН59, КР580ВВ79 или КР580ВГ75 определяет пользователь.