Микропроцессоры Токхайм / 5.2. СХЕМА И НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ

2. СХЕМА И НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ

Рассмотрим теперь более сложный микропроцессор, об­ладающий большинством уже рассмотренных свойств. Од­нако с целью некоторого упрощения мы пренебрегаем не­которыми сигналами управления выводом информации из МП.

Схема выводов такого МП представлена на рис. 5.4. Микропроцессор заключен в DIP-корпус с 40 двухрядными выводами. Эта ИС питается напряжением +5 В по выводам 1 и 2, что соответствует новой концепции использования для питания МП единственного источника питания +5 В.

Выводы Х1 и Х2 вверху справа предназначены для под­соединения кристалла управления частотой ГТИ МП. Для наиболее распространенных устройств характерно наличие ГТИ на кристалле МП, тогда как для более старых уст­ройств был необходим внешний ГТИ. Выход CLK (вывод 38) предназначен для выдачи сигналов ГТИ в систему. Ча­стота сигнала на выводе 38 (CLK), очевидно, подчинена ча­стоте внутреннего ГТИ.

Адресная шина системы будет подсоединена к выводам ИС А0—А15 (рис. 5.4). Эти 16 адресных линий (может быть и другое количество) могут обеспечить доступ к 65 536 (216) ячейкам памяти или/и портам ВВ.

Поток данных и команд от микропроцессора и в него обеспечивается выводами D0—D7 на ИС рис. 5.4. Эти вы­воды (21—28) двунаправленные, т.е. являются то выхода­ми, то входами. Кроме того, обычно они могут переводить­ся в третье состояние (высокого сопротивления).

Вывод 30 является выходом управления записью. Сиг­нал L-уровня на выходеуказывает, что данные, имею­щиеся на шине данных, должны быть записаны в область памяти или выбранное УВВ. Выход управления считывани­ем(вывод 31) активизируется L-сигналом, который ука­зывает, что избранные места в памяти или УВВ должны быть считаны.

Результатом активизации входа сброса (рис. 5.4) явля­ется остановка работы МП по текущей программе и переход к подпрограмме сброса. Сигнал L-уровня на входе

МП сбрасывает счетчик команд до заранее предопределен­ного адреса, например 0000Н. Другие внутренние регистры МП могут быть также сброшены или их содержимое изме­няется в течение операции сброса. Когда входпе­реходит в состояние HIGH, МП начинает выполнение команд с нового адреса памяти, т.е. с адреса 0000Н в данном случае (или с другого заранее предопределенного адреса памяти).

Этот адрес соответствует началу подпрограммы новой инициализации системы, содержащейся обычно в ПЗУ.

Большинство микропроцессоров находятся в фазе с ГТИ, следовательно, они являются синхронными. Вход МП асинхронный и может вмешаться и приостановить наполовину выполненную команду.

Вход требования прерыва­ния помещен на вывод 35. Вход INTR отвечает на Н-сиг-нал внешнего устройства. Ри­сунок 5.5 нам поможет понять, что происходит, когда МП реа­гирует на такой сигнал. Пред­положим, что устройство ин­терфейса ввода на рис. 5.5 за­гружено 8 бит параллельных данных, готовых для передачи в МП: процесс может быть про­должен в порядке, показанном на рис. 5.5.

1. Интерфейс ввода выдает сигнал требования прерывания в направлении МП (см. 1 в кружке на рис. 5.5).

2. Микропроцессор завершает выполнение текущей команды, находящейся в памяти по адресу 2006Н.

3. Поскольку управление должно обеспечить последующее обращение к команде по адресу 2007Н, содержимое счетчика команд (именно 2007Н) и содержимое большинства регистров МП помещается в специальную зону ОЗУ, называемую стеком. Это содержимое будет позже извлечено в определенном порядке в регистры МП и в счетчик команд.

4. А сейчас МП разветвляется в предопределенный адрес памяти и начинает выполнение подпрограммы обслуживания прерывания (в нашем

примере 20DOH). Микропроцессор выполняет тогда коман­ды подпрограммы, которые всегда в нашем примере обеспе­чивают выполнение операций ввода. По адресу 20DEH МП находит конец этой подпрограммы обслуживания и получа­ет приказ вернуться в основную программу.

Перед возвращением в основную программу данные регистров и счетчик команд, помещенные в стек, возвра­щаются в МП.

Теперь счетчик команд отсылает МП в память по ад­ресу 2007Н, т.е. в основную программу, и нормальное вы­полнение ее продолжается.

Прерывание является очень нужным способом, позволя­ющим периферии вмешаться и заставить МП выполнять требуемую операцию почти сразу. Многие микропроцессоры обладают одним или несколькими прерываниями. Входы прерывания могут быть названы также сбросами, новым запуском, маскируемыми прерываниями или сетками.

Упражнения

5.12. Обратиться к рис. 5.4. Этот МП питается напряжением _____ , обладает _____, (внутренним, внешним)

ГТИ, а его выводы 39, 40 подсоединены на ______ (переменное напряжение, кристалл ГТИ).

См. рис. 5.4. Стрелка указывает от вывода 5, по­тому что он является ______ (выходом, входом, двунаправ­ленным) .

См. рис. 5.4. Уходящая с вывода 30 линия рассмат­ривается как часть шины ______ (данных, адреса, управле­ния).

См. рис. 5.4 L-сигнал на выводе 31 ______ (акти­визирует, сбрасывает) вход сброса, что заставляет МП сбросить (счетчик команд, память) в 0000Н.

См. рис. 5.4. Вывод сброса является ______ (син­хронным, асинхронным) входом в том смысле, что сигналы на нем не являются синхронными с сигналами ГТИ.

См. рис. 5.4. Здесь передача данных осуществляет­ся параллельными словами длиной ______ бит.

5.18. См. рис. 5.4. Требование прерывания является ______ (входным, выходным) сигналом МП.

5.19. Требование прерывания приводит МП к ветвлению

и выполнению ______ прерывания, находящейся в памяти,

а затем к возврату в основную программу.

5.20. См. рис. 5.4. Микропроцессор заключается в ______, т.е. имеет двустороннюю упаковку 40 выводов.

Решения

5.12. +5 В; внутренним; кристалл ГТИ. 5.13. Выходом. 5.14. Управ­ления. 5.15. Активизирует; счетчик команд. Линия надпоказы­вает, что речь идет об активном L-сигнале. 5.16. Асинхронным. 5.17. 8. 5.18. Входным. 5.19. Подпрограммы обслуживания. 5.20. Корпус с DIP-выводами.