- •Введение
- •1 Расшифровка технического задания
- •2.1.2 Логическая организация микропроцессора z-80
- •2.1.3 Уго и описание выводов микропроцессора z80
- •2.2 Генератор тактовых импульсов
- •2.3 Буферный регистр кр580ир82
- •2.4 Шинный формирователь кр580ва86
- •2.5 Системный контроллер и шинный формирователь кр580вк28
- •2.6 Программируемый параллельный интерфейс кр580вв55
- •3.2 Описание бис пзу
- •4.2 Контроллер прямого доступа к памяти кр580вт57
- •4.3 Программируемый контроллер прерываний кр580вн59
- •4.4 Программируемый контроллер клавиатуры и индикации кр580вв79
- •5 Разработка блок-схемы управляющей программы
- •6 Реализация устройства музыкальный звонок на основе мп z80
- •Заключение
4.4 Программируемый контроллер клавиатуры и индикации кр580вв79
БИС КР58ОВВ79 представляет собой программируемое интерфейсное устройство, предназначенное для ввода и вывода информации в системах на основе микропроцессоров КР580ИК80А и К1810ВМ86 [3, 11]. Микросхема программируемого контроллера клавиатуры и индикации (ПККИ) состоит из двух основных функционально разделимых частей; клавиатурной и дисплейной. Клавиатурная часть предназначена для сопряжения с клавиатурой печатающих устройств и с произвольными наборами переключателей. Дисплейная часть ПККИ позволяет отображать информацию с помощью индикаторов различных типов (дисплеев). Упрощенная структурная схема ПККИ приведена на рисунке 19.
Рисунок 19 — Структурная схема программируемого контроллера клавиатуры и индикации КР580ВВ79
В состав БИС входят: буферы клавиатуры и датчиков (ВF), включающие также схему управления и устранения дребезжания клавиатуры, предназначенные для хранения входной информации в режимах сканирования клавиатуры, наборов датчиков и ввода по стробу; схема управления вводом/выводом (RWCU), вырабатывающая сигналы управления обменом с МП и внутренними пересылками данных и команд; буферы канала данных (ВD), предназначенные для обмена информацией между ПККИ и МП; ОЗУ клавиатуры датчиков (SТАСК), работающее по принципу ПРО и предназначенное для хранения кодов позиций клавиш и состояний ключей датчиков; ОЗУ отображения (RАМ), сохраняющее информацию, отображаемую на дисплее; регистр адреса ОЗУ отображения (RGА), предназначенный для хранения адреса данных, записываемых или считываемых микропроцессором; схема управления и синхронизации (СU), состоящая из регистров хранения команд и счетчика синхронизации и осуществляющая управление работой всей микросхемы; схема анализа состояния ОЗУ-датчиков (STCU) контролирующая число символов в ОЗУ и формирующая сигнал прерывания INТ; регистры ОЗУ отображения (RG), предназначенные для хранения данных отображаемых на выходах каналов А и В; счетчик сканирования (СТ), вырабатывающий сигналы сканирования клавиатуры, датчиков и дисплея.
Назначение входных, выходных и управляющих сигналов ПККИ приведено при описании выводов микросхемы в таблице 9.
Таблица 9 — Описание выводов программируемого контроллера клавиатуры и индикации КР580ВВ79
-
Обозначение вывода
Номер контакта
Назначение вывода
1
2
3
RET (7-0)
8;7;6;5;2;
1; 39; 38
Входы линий возврата, служащие для подачи сигналов от датчиков через контакты клавиш или ключа
SH
36
Вход сигнала сдвига, используемого для ска-нирования клавиатуры
V/ STB
37
Вход сигнала управления для режима сканирования клавиатуры или стробирующего сигнала для режима ввода по стробу
R
10
Вход сигнала чтения L-уровня, разрешающего передачу информации из ПККИ в канал данных МП
W
11
Вход сигнала записи L-уровня, разрешающего передачу информации из канала данных МП в ПККИ
21
Вход для управления записью/чтением данных или команд; при сигнале Н-уровня происходит запись команды или чтения состояния ПККИ, при сигнале L-уровня — запись или чтение данных
CS
22
Вход сигнала выбора микросхемы; L-уровень сигнала разрешает работу схемы
CLK
3
Вход сигнала синхронизации микросхемы
CLR
9
Вход сигнала установки ПККИ в исходное состояние
D(7~0)
19;18;17;16;
15;14;13;12
Входы/выходы канала данных
DSP A( 3-0)
24-27
Выходы канала А
DSP B( 3-0)
28-31
Выходы канала В
BD
23
Выход сигнала гашения отображения L-уровня
Продолжение таблицы 13
-
1
2
3
S(3-0)
35;34;33;32
Выходы сигналов сканирования клавиш клавиатуры или набора датчиков и дисплея
INT
4
Выход сигнала прерывания
Ucc
40
Вход напряжения питания ( + 5 В)
GND
20
Вход напряжения питания (0 В)
На рисунке 20 показано включение микросхемы в микропроцессорную систему, управляющую работой клавиатуры и дисплея.
Рисунок 20 - Схема включения программируемого контроллера клавиатуры и индикации КР580ВВ79 в микропроцессорную систему
Клавиатурная часть ПККИ имеет три режима работы: режим сканирования клавиатуры, режим определения состояния набора датчиков и режим ввода по стробу.
В режиме сканирования клавиатуры байт информации, вводимой в SТАСК, содержит код позиции нажатой клавиши и два бита сигналов управления. Разряду D7 соответствует состояние сигнала V/STB, а разряду D6 — сигнала SH. Разряды D3 - D5 определяют номер строки нажатой клавиши, а разряды D0 - D2 — номер столбца. После записи кода позиции клавиши в SТАСК на выходе INT устанавливается напряжение Н-уровня. В этом режиме с помощью схемы управления и устранения дребезжания клавиатуры осуществляется также отработка ситуаций, возникающих при одновременном нажатии клавиш.
Режим сканирования клавиатуры может выполняться с обнаружением двух нажатых клавиши. В этой разновидности режима вводится код только одной нажатой клавиши. Одновременное нажатие двух клавиш не воспринимается до тех пор, пока одна из них не будет отпущена. Другая разновидность режима разрешает одновременное нажатие N клавиш (не более восьми), распознает их и вводит коды позиций в SТАСК в соответствии с порядком обнаружения. В последнем варианте с помощью специальной команды можно задать режим обнаружения ошибок, в котором наличие двух нажатых клавиш рассматривается как одновременное нажатие и вызывает установку в слове состояния ПККИ флага ошибки.
В режиме определения состояния набора датчиков по входам RЕТ (7 - 0) производится построчный ввод в SТАСК состояний ключей датчиков. При этом SТАСК работает как обычное ОЗУ, каждая ячейка которого загружается состоянием соответствующей строки набора датчиков. В этом режиме не используются входы и SН и схема устранения дребезжания клавиатуры. При обнаружении изменения состояний датчиков на выходе INТ в конце интервала сканирования устанавливается, как правило, напряжение H-уровня.
В режиме ввода по стробу ввод в SТАСК со входов RЕТ(7 — 0) происходит при переходе стробирующего сигнала на входе из состояния L-уровня в состояние H-уровня. Вход SН и схема устранения дребезжания клавиатуры в этом режиме не используются, а длительность стробирующего сигнала должна быть не меньше периода частоты синхронизации микросхемы.
Дисплейная часть ПККИ имеет два режима работы: режим ввода слева и режим ввода справа со сдвигом.
В режиме ввода слева каждой позиции дисплея соответствует определенная строка в ОЗУ отображения (RАМ). Нулевому адресу в RАМ соответствует крайний левый символ. Ввод символов, начиная с нулевого адреса, вызывает построчное отображение информации слева направо.
Ввод справа со сдвигом используется в электронных калькуляторах. Здесь ввод первого символа производится в крайнюю справа позицию дисплея. Следующий ввод также производится в крайнюю правую позицию, а все отображение сдвигается на один символ влево. В этом режиме нет прямого соответствия между позицией отображаемого символа и адресом строки RАМ, поэтому рекомендуется использовать последовательный ввод, начиная с нулевого адреса.
Информация на выходах DSРА (3 - 0) канала А соответствует разрядам D7 - D4 канала данных, а на выходах DSРВ(3-0) — разрядам D3 - D0.
Сигналы сканирования на выходах S(3 — 0) вырабатываются счетчиком сканирования (СТ), обеспечивающим два вида сигналов сканирования: кодированные сигналы и дешифрированные. Кодированные сигналы сканирования являются выходами четырех последних разрядов счетчика синхронизации и должны дешифрироваться внешним дешифратором для получения сигналов сканирования клавиатуры и индикаторов.
Режимы работы ПККИ устанавливаются программно с помощью записи в него команд по каналу данных. Перед программированием режима микросхема должна быть установлена в исходное состояние подачей на вход СLR напряжения H-уровня длительностью не менее шести тактовых импульсов.
Для контроля состояния ПККИ микропроцессор может считывать слово-состояние БИС из внутреннего 8-разрядного регистра слова-состояния.
Разряды D3 — D0 слова-состояния определяют число символов в ОЗУ клавиатуры и датчиков. Разряды D4 и D5 представляют флаги ошибок и используются в клавиатурном режиме и режиме ввода по стробу. Разряд D4 устанавливается при чтении символа из пустого ОЗУ, а разряд D6— при записи в заполненное ОЗУ. Разряд D6 в режиме набора датчиков устанавливается в том случае, если происходит замыкание хотя бы одного ключа датчиков. В режиме сканирования клавиатуры при записи команды «сброс прерывания — установка режима обнаружения ошибок» разряд D6 выполняет функцию флага ошибки. Он устанавливается при обнаружении одновременного нажатия нескольких клавиш. Разряд D7 слова состояния информирует о прекращении доступа к ОЗУ-отображения.
Основные электрические параметры микросхемы КР580ВВ79 в диапазоне от -10 до +70°С таковы:
Входное напряжение логической единицы UIH, В:
на входах REТ (7-0) . . . . > 2,2
на всех остальных входах > 2,0
Входное напряжение логического нуля UIL, В:
на входах RЕТ (7-0) .... < 1,4
на всех остальных входах . . . < 0,8
Выходное напряжение логической единицы UOH, В:
на выходе ШТ > 3,5
на всех остальных выходах. < 2,4
Выходное напряжение логического нуля UOL, В < 0,45
Выходной ток логической единицы IOH, мА < 0,15
Выходной ток логического нуля IOL мА < 1,9
Период тактового импульса , нс > 500
Время сканирования одной клавиши tSK , мкс > 80
Время сканирования клавиатуры tSKA, мс > 5,12
Время сканирования дисплея tSDSP, мс > 10,24
Время задержки для устранения
дребезжания клавиатуры tWAIT , мс > 10,24