2.4. Требования к отчету

Отчет должен содержать:

• описание микропроцессора Z80;

• описание функциональной схемы контрольно-измерительного стенда;

• временные диаграммы снятых сигналов и их анализ.

Список литературы

Рафикузаман М. Микропроцессоры и машинное проектирование микропроцессорных систем. М.: Мир, 1988.

Королев В. Ф. Микропроцессор Zilog Z*80. М.: Аргус-Мастер, НТЦ “Элис”, 1992.

Лабораторная работа № 3

Работа программно-управляемого таймера

Цель работы — изучение работы программно-управляемого таймера (ПТ) на примере устройства КР580ВИ53.

3.1. Общие сведения

Программно-управляемые таймеры/счетчики предназначены для формирования сигналов с различными временными характерис­тиками или для подсчета числа импульсов в заданном временном интервале. ПТ на базе большой интегральной схемы серии КР580ВИ53 представляет собой однокристальное програм­ми­руе­мое устройство, включающее в себя три независимых 16-разрядных вычитающих счетчика СТ0, СТ1, СТ2, именуемых канала­ми 0, 1, 2 (рис. 3.1). Каждый из каналов имеет два входа (счетный – CLK и разрешения – GATE) и один выход – OUT. Загрузка счетчиков осуществляется с внутренней восьмиразрядной шины – ВШ, которая связана с шиной данных микро­процессорной системы D0 – D7через двуна­прав­ленный буфер – БШД. Аналогично считывается содержимое счетчиков. Счетчики выполняют вычитание в двоичном или двоично-десятичном коде со скоростью до 2 МГц (скорость определяется частотой сигнала на входе CLK). Каждый из каналов может работать в одном из шести режимов, задаваемом предварительной записью управляющих слов в регистр управляющего слова (РУС). Формат управляющего слова показан на рис. 3.2. Сигналы WR, RD поступают от микропроцессорной системы (МПС) в схему управления (Сх.УПР) ПТ, определяют моменты загрузки счетчиков и управляющих слов, а также чтения содержимого счетчиков (чтение РУС производиться не может). Сигналы адреса А0, А1 выбирают для чтения (записи) соответствующий счетчик или РУС. Сигналом CS МПС выбирает данный ПТ для обмена информацией.

Рис. 3.1

Из рис. 3.2 видно, что три бита управляющих слов D3, D2, D1 определяют режимы работы счетчиков; два старших бита D7, D6 показывают, какому из счетчиков присваивается данный режим; бит D0 определяет тип кода исчисления.

Рис. 3.2

Биты D5–D4 задают режим чтения или загрузки счетчиков. Запись управляющего слова, содержащего два нуля в этих битах, не влияет на работу счетчиков, а только осуществляет перезапись содержимого счетчика в буферный регистр, из которого затем оно может быть прочитано. Такой режим называется “чтение на лету”.

Можно коротко охарактеризовать особенности работы микросхемы в каждом режиме.

Режим 0.

После выполнения операции установки режима (загрузка байта в РУС) на выходе соответствующего счетчика OUT устанавливается напряжение логического нуля “0”. Загрузка счетной величины не меняет состояние на выходе. При подаче на разрешающий вход GATEнапряжения логической единицы “1” счетчик начинает счет. По окончании счета на выходе устанавливается “1”. Во время работы вход GATEразрешает (“1”) или запрещает (“0”) счет. Загрузка новой счетной величины изменяет выходной сигнал на “0” и запускает новый цикл счета.

Режим 1.

В этом режиме таймер формирует отрицательные импульсы длительностью Т_т. иn, гдеТ_т. и– период тактовых импульсов по входу CLK;n– число, загруженное в счетчик. Установка выходного сигнала в “0” и начало счета происходят после прихода положительного фронта на вход GATE соответствующего таймера. Каждый положительный фронт запускает счет или перезапускает его сначала, если цикл счета не был завершен до конца.

Режим 2.

Канал ПТ в этом режиме работает как делитель входной частотыf_т. инаn(n– число, загруженное в счетчик), причем на выходе OUT с частотойf_т. и/nустанавливается “0” на время одного периода сигнала CLK (на входе GATE должна быть “1”). Подача “0” на вход GATE устанавливает выход в “1” и останавливает счет. Если затем вновь подать на GATE “1”, работа возобновится и отсчет будет вестись от начального значения счета.

Режим 3.

Таймер в этом режиме функционирует, в целом, аналогично режиму 2, за исключением того, что длительность положительного и отрицатель­ного полупериодов выходного сигнала для четных чисел будет равна Т_т. иn/2, а для нечетных – положительный полупериод будет равенТ_т. и(n + 1)/2, а отрицательныйТ_т. и(n  1)/2. (В режиме 3 каналы не выполняют свои функции при записи в счетчики числаn = 3.)

Режим 4.

В этом режиме по окончании отсчета числа, загруженного в счетчик, на выходе OUT на время одного периода сигнала CLK устанавливается напряжение логического нуля, а затем – снова напряжение логи­чес­кой единицы. Сигнал GATE = “1” – счет разрешается, GATE = “0” – счет запрещается. Загрузка нового числа запускает цикл счета заново, перезагрузка счетчика во время счета приводит к следующему:

• загрузка младшего байта не влияет на текущий счет;

• загрузка старшего байта запускает новый цикл счета.

Режим 5.

По выходному сигналу аналогичен режиму 4, по действию сигнала GATE – режиму 1, т. е. запуск счета осуществляется положительным фронтом сигнала GATE. Счетчик в этом режиме является перезапускаемым.