4.3 Разработка контроллера прямого доступа к памяти

БИС программируемого контроллера прямого доступа к памяти КР580ВТ57 предназначена для организации высоко-коростного обмена данными между па­мятью и внешними устройствами, выпол­няемого по инициативе внешнего устройства. Контроллер прямого доступа к памяти (КПДП) генерирует управляю­щие сигналы, необходимые для организа­ции обмена. КПДП содержит четыре ка­нала прямого доступа, каждый из ко­торых обеспечивает передачу блок данных размером до 16К байт с произвольным начальным адресом в диапа­зоне от 0 до 64К байт.

Упрощенная структурная схема КПДП приведена па рисунке 17. В состав БИС входят: двунаправленный двустабильный буфер данных (ВD), предначен-

Рисунок 17 - Структурная схема контроллера прямого доступа к памяти

ный для обмена информацией между МП и КПДП; схема управления чте­нием/записью (RWCU), адресующая вну­тренние регистры КПДП и управляющая обменом по шинеD(7-0); блок управле­ния (CU), содержащий регистры режима и состояния КПДП и обеспечивающий последовательность операций, необходи­мую для организации режима прямого доступа к памяти; блок управления при­оритетами(PCU), обеспечивающий определенный порядок обслуживания запро­сов внешних устройств; четыре канала прямого доступа(СН0 –СН3), каждый из которых содержит регистр адреса ячейки памяти, с которой производится обмен, и счетчик циклов обмена, два старших разряда которого отведены для задания операции обмена.

При подключении КПДП к шинам микроЭВМ младший байт адреса памяти выдается по линиямА (3-0) и А (7-4), старший байт - через шинуD(7-0), по этому КПДП обычно подключается вместе с буферным регистром. Схема подключения КПДП к системной шине с использованием буферного регистра К589ИР12 показана на рисунке 18.

Рисунок 18 - Схема подключения контроллера прямого доступа к памяти к системной шине

4.4 Разработка программируе­мого таймера

БИС программируемого таймера КР580ВИ53 предназначена для организа­ции работы микропроцессорных систем в режиме реального времени и позволяет формировать сигналы с различными временными и частотными характеристиками.

Программируемый таймер (ПТ) имеет три независимых канала, каждый из ко­торых содержит 16-разрядный вычитаю­щий счетчик. Счетчики могут работать в двоичном или двоично-десятичном ко­ле, с однобайтными или двухбайтными числами. Скорость счета программно из­меняется от 0 до 2 МГц.

Упрощенная структурная схема ПТ приведена на рисунке 19. В состав БИС входят: буфер данных (BD), предназначенный для обмена данными и управляющими словами между МП и ПТ, схема управления чтением-записью (RWCU),

Рисунок 19 - Упрощенная структурная схема программируемого таймера

обеспечивающая выполнение операций ввода-вывода информации в ПТ; регистр управляющего слова (RGR), предназначенный для записи управляющих слов, задающих режимы работы счетчиков каналов (СТО0-СТО2).

Подключение ПТ к шинам микропроцессора показано на рисунке 20. Установка режима работы каждого канала ПТ производится про­граммно путем записи управляющего сло­ва и начального значения содержимого счетчика (N) с помощью команд вывода(OUT).

Рисунок 20 - Подключение таймера к шинам микропроцессора

Управляющее слово задает номер счетчика (разряды D7,D6) последовательность записи и считывания содержимого счетчика (разрядыD5,D4), режим работы (разрядыD3-D1) и вид используемого кода (разрядD0). В процессе работы ПТ содержимое любого из счетчиков можно прочитать двумя способами:

1) приостановив работу счетчика подачей соответствующего сигнала GATE L- уровня или блокировкой тактовых импульсов; прочитав содержимое счетчика, начиная с младшего байта, с помощью двух команд ввода (IN), если запрограм­мировано чтение двух байтов;

2) записав в ПТ управляющее слово, содержащее нули в разрядах D4,D5; нули в этих разрядах указывают на выполнение операции «защелкивания» счета в момент чтения; прочитав содер­жимое счетчика с помощью команд ввода.

Режимы работы программируемого таймера

Каждый из счетчиков ПТ может рабо­тать в одном из шести режимов: в режи­ме 0 — программируемая задержка; в ре­жиме1— программируемый ждущий мультивибратор; в режиме2 — програм­мируемый генератор тактовых сигналов; в режиме3 - генератор прямоугольных сигналов: в режиме4 — программно-управляемый строб; в режиме 5 - аппаратно-управляемый строб. Воздействие сигналаGATE на соответствующий счет­чик зависит от режима работы. В режиме 0 после занесе­ния управляющего слова на выходеOUT устанавливаетсяL-уровень. Уменьшение содержимого счетчика начинается при Н-уровне сигналаGATE. После оконча­ния счета на выходеОСТ устанавливает­ся напряжение Н-уровня. Загрузка в счетчик нового значения младшего байта процессе счета останавливает счет, а за­грузка новогозначения старшего байта начинает новый цикл счета.

В режиме 1 при Н-уровне сигналаGATE па выходеOUT форми­руется отрицательный импульс длитель­ностьюN периодов тактовых импульсовCLK. Загрузка в процессе счета нового значенияN не изменяет текущего режима счета. Импульс новой длительности фор­мируется при следующем нарастании фронта сигналаGATE.

В режиме 2 ПТ генерирует периодический сигнал с частотой, в N раз меньшей частоты тактовых импульсовCLK. Выходной сигналL-уровня устана­вливается на последнем такте периода. Загрузка счетчика новым значениемN в процессе счета приводит к изменению величины следующего периода. СигналGATE можно использовать для внешней синхронизации ПТ, так какL-уровень сигналаGATE запрещает счет, устанавли­вая Н-уровень сигналаOUT, а Н-уровень сигналаGATE начинает счет сначала.

Режим 3 отличается от режима 2 тем, что при четном значенииN на выходе счетчика генерируется сиг­нал Н-уровня в течение первой половины периода и сигналL-уровня в течение дру­гой половины. При нечетномN длитель­ность сигнала Н-уровня на один такт больше, чем для сигналаL-уровня.

В режиме 4 генерируется выходной сигнал Н-уровня длитель­ностьюN периодов тактового сигналаCLK. После завершения счета устанавли­вается выходной сигналL-уровня на один период сигналаCLK. Перезагрузка млад­шего байта в процессе счета не влияет па текущий счет, а загрузка старшего байта начинает новый цикл счета.

Режим 5аналогичен режи­му4. Запуск счетчика производится поло­жительным фронтом сигналаGATE. За­грузка счетчика новым значением числаN в процессе счета не влияет на длитель­ность текущею цикла, по следующий цикл счета будет соответствовать новому значениюN.

Управляющие слова могут быть запи­саны в ПТ в произвольном порядке. В любой последующий момент времени записываются начальные колы счетчиков в соответствии со значениями разрядов D5,D4 управляющих слов.