курсовой проект / разные / программатор

МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА

ПРОГРАММАТОР МИКРОСХЕМ ПЗУ

С. КУЛЕШОВ, Ю. ЗАУМЕННЫЙ, г. Балашиха Московской обл.

Предлагаемый вниманию читателей программатор ПЗУ для IBM PC относительно прост, но по сравнению с другими уст­ройствами подобного назначения обладает рядом преиму­ществ: благодаря применению однокристальной микро-ЭВМ он компактен и экономичен; мощное программное обеспече­ние делает работу на нем удобной и эффективной; измене­нием внутренней программы его можно приспособить для программирования новых типов микросхем. Желающие мо­гут приобрести программатор в редакции журнала.

В огромном многообразии изделий электронной техники семейство програм­мируемых микросхем занимает особое место. В него входят программируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ), однокристальные микро-ЭВМ (ОЭВМ), программируемые логические матрицы (ПЛМ), программируемые ло­гические интегральные микросхемы (ПЛИС). Сюда же можно отнести так на­зываемую флеш-память, популярность которой стремительно возрастает. Труд­но представить современное цифровое устройство, а котором не использовались бы представители этого семейства. Так, например, для управления микропроцес­сорными устройствами используются программы, как правило, хранящиеся в ППЗУ, на базе ОЭВМ все чаще разраба­тываются различные контроллеры, ПЛМ и ПЛИС вытесняют традиционные логи­ческие микросхемы малой и средней сте­пени интеграции. ППЗУ широко приме­няют в персональных компьютерах; в них хранятся BIOS, шрифты знакогенерато­ров видеоадаптера и принтера.

Специфика программируемых микро­схем не позволяет использовать их без подготовки: перед установкой в устрой­ство их необходимо определенным об­разом настроить — запрограммировать. Делают это с помощью специальных уст­ройств — программаторов.

Программаторы делят на автономные и неавтономные, внутренние и внешние» специализированные и универсальные. Автономный программатор может рабо­тать самостоятельно, неавтономный уп­равляется компьютером, к которому его можно подключить через стандартный порт — последовательный или параллель­ный (в этом случае программатор— внеш­ний), либо (если программатор выполнен в виде платы расширения компьютера) установить в корпус системного блока (такой программатор называют внутрен­ним). Универсальные программаторы рас­считаны на работу с микросхемами раз­личных типов, а специализированные — только вполне определенного типа.

Определить, какой программатор не­обходим, можно, только исходя из ре­шаемых задач. Автономные программа* торы, не имеющие связи с компьютером, можно использовать только как копиров­щики микросхем, и поэтому они вряд ли подойдут разработчикам электронной аппаратуры. Внутренние программаторы работают, как правило, намного быстрее, чем внешние, но их лучше использовать в специально выделенном компьютере, тогда как внешний программатор можно быстро и просто подключить к любому компьютеру. Наконец, понятно, что чем больше микросхем обслуживает про­грамматор, тем лучше, но. во-первых, не существует программатора, который мог бы выручить во всех случаях (ведь раз­работчики микросхем ППЗУ постоянно пополняют список своих изделий), а во-вторых, такие программаторы существен­но дороже. Поэтому, если известно, с какими микросхемами предстоит рабо­тать, вполне подойдет и специализиро­ванный программатор.

Авторы статьи с 1992 г. занимаются разработкой и производством програм­маторов серии "Мастер". На примере одного из них — программатора "Мастер РФ" {предназначен для программирова­ния ППЗУ 2716—27512) — мы познако­мим читателей с проблемами, возника­ющими при разработке устройств тако­го рода, и попробуем оценить удачность найденных решений. Условимся, что да­лее под ПЗУ мы будем подразумевать ППЗУ со стиранием информации ульт­рафиолетовым облучением, Итак,

ПРОГРАММАТОР "МАСТЕР РФ"

Принципиальная схема программато­ра изображена на рис. 1. Его основной элемент—ОЭВМ DD1 (КР1816ВЕ31). Она содержит встроенный тактовый генера­тор, к выводам Х1 и Х2 которого подклю­чен внешний кварцевый резонатор ZQ1 на частоту 11 МГц. Такое значение час­тоты позволяет устанавливать макси­мальную скорость обмена по последо­вательному порту 57600 бит/с. Систем­ный сброс осуществляется подачей им­пульса положительной полярности на вход RESET, для чего к нему подсоеди­нен электролитический конденсатор С1. При включении питания цепь R1C1 фор­мирует короткий импульс положительной полярности, запускающий ОЭВМ. Управ­ляющая программа находится во внеш­нем ПЗУ DD3. Поскольку ОЭВМ DD1 име­ет совмещенную шину данных и млад­ших восьми бит адреса, регистр DD2 формирует младшие восемь адресов при обращении к ПЗУ. Для формирований старших адресов используются пять раз­рядов порта Р2 ОЭВМ. "Защелкивание" младших адресов осуществляется сигна­лом ALE, Для обращения к ПЗУ исполь­зуется сигнал PSEN. (Заметим, что при­менение ОЭВМ с внутренним ПЗУ зна­чительно упростило бы схему, но, к со­жалению, отечественные аналоги ко вре­мени разработки не были освоены про­мышленностью, а импортные ОЭВМ се­рии 8751 стоили на порядок дороже мик­росхем без ПЗУ). ОЭВМ КР1816ВЕ31 имеет внутреннее ОЗУ объемом 128 байт, которое используется для организации буферной памяти программатора.

Микросхемой DD6 на схеме обозначе­на 40-гнездная розетка, в которую встав­ляются выводы программируемых мик­росхем. Так как описываемое устройст­во рассчитано на программирование ПЗУ с объемом памяти от 2 до 64 Кбайт, схемотехника программатора должна позво­лять использовать некоторые выводы розетки в одном случае для подачи сиг­налов адреса, а в другом — программи­рующего или питающего напряжения. Данные для программируемой микро-схемы поступают на розетку с порта Р1 ОЭВМ OD1.

Регистры DD12 и 0013 служат буфер­ными усилителями адресных сигналов программируемой микросхемы, при этом сигналы АО—A10, А12. А14 подаются не­посредственно на гнезда розетки, а ад­ресные входы А11, А13 и А15 для разных микросхем используются по-разному.

Ключи, собранные на транзисторах VT2, VT3 и VT5, работают одинаково и позволяют подавать на розетку либо сиг­нал адреса, либо программирующее на­пряжение, а зависимости от установлен­ной микросхемы. Ключ на транзисторе VT6 обеспечивает подачу на гнездо 26 питающего напряжения для микросхем ПЗУ в корпусе D1P24 (К573РФ2, К573РФ5, 2716, 2732). Сигналы управления подво­дятся к ключам с регистра DD11.

На вход программатора, кроме напря­жения питания +5 Вн подаются напряже­ния +10 В и +30 В, из которых с помо­щью управляемых стабилизаторов DA1 и DA2 формируется необходимый набор программирующих напряжений. Элемен­ты DD7,1, DD7.2. DD7,3, DD7.4 и DA2 по­зволяют получить напряжения 12,5; 21, 23 и 25 В соответственно. Транзистор VT4 и стабилизатор DA1 служат для форми­рования питающего напряжения на кон­тактном устройстве: 5 В при чтении ин­формации из микросхемы и б В при про­граммировании. Для выбора того или иного напряжения используются свобод­ные выходы регистра DD11 и выходы ТО, Т1 ОЭВМ DD1. Выходы INTO и INT1 ис­пользуются для формирования сигналов СЕ и ОЕ соответственно.

Элементы DD10.1, DD10.2. DD10.3 вы­полняют функцию дешифраторов при об­ращении к регистрам DD11—DD13. Све­тодиод HL1 (VD6) загорается после вклю­чения питания и мигает во время выполне­ния программатором какой-либо операции.

ОЭВМ DD1 имеет встроенный после­довательный порт (выводы TXD, RXD), поэтому организовать прием и передачу информации по последовательному ка­налу несложно. После сброса програм­матор настраивается на скорость обме­на 9600 бит/с.