3. Разработка функциональной схемы мпс
При включении микропроцессорной системы, происходит начальная установка микроконтроллера, в течение 3 - 4 циклов. После чего начинает выполняться микропрограмма.
Для синхронизации работы узлов используется генератор тактовых импульсов. Генератор формирует сигналы с заданной частотой.
Обмен информации с внешним ОЗУ и ПЗУ производится через порт P0 по общей шине. Для этого микроконтроллер вырабатывает управляющие сигналы RD и WR. При обращении к ВПП в МК51 формируется 16-ти разрядный адрес, причем порт P0 используется в режиме временного мультиплексирования: в начале каждого машинного обращения к ВПП (фаза S2P1) через порт P0 выдается младший байт адреса, который должен быть записан во внешний регистр RG по отрицательному фронту сигнала ALE; низкий уровень сигнала PME, формируемый в течение фаз S3P1…S4P1 машинного цикла, разрешает выборку байта данных из ПЗУ, который затем поступает на линии порта P0 и вводится в микроконтроллер. Временная диаграмма работы с ВПП показана на рисунке 2.
Для работы с ВПД, также как и для работы с ВПП используется порт P0 для выдачи младшего байта адреса и порт P2 для выдачи старшего байта адреса.
Младший байт адреса должен быть зафиксирован во внешнем регистре RG по отрицательному фронту сигнала ALE. В дальнейшем линии порта P0 используются для чтения или записи информации в/из микроконтроллера. При этом чтение информации стробируется сигналом RD, формируемым МК51, а запись – сигналом WR. На рисунке 3 показана временная диаграмма работы МК51 в режиме обмена данными с ВПД
Ввод информации с датчиков осуществляется через мультиплексоры, подключенные к линиям порта P1. Мультиплексоры 4 в 1 могут передавать информацию от 16 двоичных датчиков на четыре линии порта Р1 (Р1.0...Р1.3) МК51. Выводы Р1.4 и Р1.5 используются для выбора группы, состоящей из 4 - х датчиков,
Для управления объектами используются линии порта P3. Расширение каналов вывода осуществляется с помощью регистров, стробирование которых производится путем подачи тактовых сигналов, вырабатываемых на выходах дешифратора 2 в 4, входными сигналами которого являются сигналы P1.6-P1.7.
Для организации временных интервалов при работе МПС используется встроенный в МК51 таймер счетчик Т/С1. Таймер/счетчик предназначен для подсчета внешних событий, для получения программно-управляемых временных задержек и выполнения времязадающих функций МК.
Код величины начального счета заносится в регистр Т/С1 программно. В процессе счета содержимое регистра Т/С1 инкрементируется. Признаком окончания счета является переполнение регистра Т/С1, т.е. переход его содержимого из состояния "все единицы" в состояние "все нули". Регистр таймер/счетчика доступен для чтения, и, при необходимости, контроль достижения требуемой величины счета может выполняться программно.
Режим работы микроконтроллера задается при начальной установке.
Функциональная схема МПС приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 - Функциональная схема МПС