- •Грицюк с. Н.____________ «_____»____________2006 г.
- •Введение
- •1 АналиЗтехнического задания
- •2 Разработка процессорного модуля
- •2.2 Вспомогательные интерфейсные микросхемы
- •Разработка последовательного интерфейса
- •3 Разработка подсистемы памяти
- •3.1 Оперативное запоминающее устройство к134ру6
- •3.2 Постоянное запоминающее устройство к556рт5
- •4 Разработка подсистем
- •4.1 Разработка подсистемы ввода/вывода
- •4.2 Разработка контролера прерываний
- •4.3 Разработка контроллера прямого доступа к памяти
- •4.4 Разработка программируемого таймера
- •4.5 Разработка ацп
- •5. Разработка принципиальной схемы микро-эвм
2.2 Вспомогательные интерфейсные микросхемы
Разработка генератора тактовых импульсов
Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24 предназначен для синхронизации микропроцессорных систем на основе комплекта К58О. Генератор тактовых импульсов (ГТИ) формирует тактовые импульсы частотой до 2.5 мГн, амплитудой 12 В, тактовые импульсы амплитудой до 5 В для ТТЛ-схем, а также некоторые управляющие сигналы для микропроцессорной системы.
Структурная схема ГТИ и подключение к МП представлены на рисунке 3.
Рисунок 3 - Структурная схема и подключение ГТИ
ГТИ состоит из задающего генератора(SGN), генератора тактовых импульсов(GLG), порогового элемента формирователей и логических схем. Для работы ГТИ необходимо подключение внешнего кварцевого резонатора с частотой колебаний в 9 раз большей, чем частота выходных тактовых импульсов ГТИ.
Разработка системного контроллера и шинного формирователя
Системный контроллер и шинный формирователь КР580ВК28 предназначен для фиксации слова-состояния МП, выработки системных управляющих сигналов, буферизации шины данных МП и управления направлением передачи.
Структурная схема системного контроллера и шинного формирователя
(СКФ) приведена на рисунке 4. В состав СКФ входят: шинный формирователь-усилитель (BF), обеспечивающий увеличение нагрузочной способности системной информационной шины; регистр (RG) для записи и хранения слова-состояния МП; комбинационная схема(PLA) дляформирования выходных управляющих сигналов.
Рисунок 4 - Структурная схема и подключение системного контроллера и шинного формирователя
Разработка последовательного интерфейса
БИС последовательного интерфейса КР58ОИК51 представляет собой универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик (УСАПП) и предназначена для организации обмена между МП и ВУ в последовательном формате. УСАПП может принимать данные с 8-разрядной шины данных МП и передавать их в последовательном формате периферийным устройствам, а также получать последовательные данные от периферии и преобразовывать их в параллельную форму для передачи в МП. Обмен данными производится в асинхронном режиме со скоростью передачи до 9.6К бит/с или в синхронном — со скоростью до 56К бит/с. Длина передаваемых символов составляет от 5 до 8 бит. При передаче в МП символов длиной менее 8 бит неиспользуемые биты заполняются нулями. Формат символа включает также служебные биты и необязательный бит контроля по четности (нечетности).
Упрощенная структурная схема УСАПП приведена на рисунке 5, а. В состав БИС входят: буфер передатчика (TBF) со схемой управления передатчиком (ТСU), предназначенные для приема данных от МП и выдачи их в последовательном формате па выходTxD: буфер приемника(RBX) со схемой управления приемником(RCU), выполняющие приемпоследовательных данных со входаRxD и передачу их в МП в параллельном формате; буфер данных(BD), представляющий собой параллельный 8-разрядный двунаправленный регистр с трехстабильными каскадами и служащий для обмена данными и управляющими словами между МП и УСАПП; блок управления записью/чтением (RWCU), принимающий управляющие сигналы от МП и генерирующий внутренние сигналы управления; блок управления модемом (МСU) обрабатывающий управляющие сигналы, предназначенные для ВУ.
Рисунок 5 - Последовательный интерфейс КР580ИК51
Основные сигналы управления работой УСАПП подаются на блок RWCU от МП и определяют вид обрабатываемой информации и направление. Подключение УСАПП к шинам микропроцессора показано на рисунке 5, б. Режим работы УСАПП задается программно путем загрузки в него управляющих слов из МП. Различаются управляющие словадвух видов: инструкции режима и команды. Инструкция режима задает синхронный или асинхронный режим работы, формат данных, скорость приема или передачи, необходимость контроля. Инструкция заносится сразу после установки УСАПП в исходное состояние программно или по сигналуRESET и заменяется лишь при смене режима. Команда осуществляет управление установленным режимом обмена и может многократно задаваться в процессе обмена, управляя различными его этапами.
2. 3 Уточненная структурная схема
В рассматриваемой цифровой системе, как правило, информация передается от одного узла вычислительной системы к другому в виде двоичных сигналов. Если информация передается из одного блока в другой по одной линии путем представления логических уравнений в виде последовательных рядов, то под таким видом подразумевается последовательную передачу информации. Достоинством такого способа является минимизация числа видов связи, но для передачи слова изn бит требуется n тактов синхронизации. При параллельном способе передачи информации каждый из n бит посылается по отдельной линии, а сами линии упорядочиваются. Под шиной, в этом случае подразумевается совокупность линий, по которым передается информация. Информация передается по шине параллельно битами, а последовательно словами. Каждый элемент данных считывается с шины синхронно с системой синхронизации.
Остановим свой выбор на трехшинной организации конструкции микроЭВМ, представленной на рисунке 6.
Рисунок 6 - Трехшинная организация конструкции микропроцессорного устройства
В такой схеме (организации системы) различают 3 шины: управления, адресную и данных.
По ШУ передаются служебные управляющие слова (сигналы синхронизации, чтения, запись, запросы на прерывание, подтверждение адреса и др.)
По шине адреса происходит передача микропроцессором адреса из ОЗУ в ПЗУ или устройств ввода/вывода, по шине данных - соответственно передача данных.
Раздельная ШД и ША характерны для большинства микроЭВМ. Выделение отдельно шин для всех управляющих сигналов, адресной информации и данных, упрощает организацию обмена информации между отельными компонентами и уменьшает время выполнения команд в микроЭВМ.