2.4 Буферные регистры

При разработке функциональной схемы модуля центрального процессора возникает потребность в демультиплексировании шины адреса/данных, буферизации адреса и шин данных. Демультиплексирование осуществляется с помощью двух БИС К580ИР82, которые выполняют функции защелки адреса и буфера шины адреса. Буферизация шин данных создается с помощью двунаправленных шинных формирователей К580ВА86, усиливающих сигналы шины данных.

Буферные регистры К580ИР82 состоят из восьми информационных триггеров (Т) с выходными схемами (SW) с тремя состояниями, общими сигналами записи информации STB и управления вы­ходными схемами ОЕ. К выходным схе­мам буферных регистров подключены прямые выходы информационных триггеров.

Рисунок 7 - Функциональная схема К580ИР82

Рисунок 8 - Условно-графическое обозначение К580ИР82

D17-D10 – линии входных данных;

D07-D00 – линии выходных данных;

STB – стробирующий сигнал;

– разрешение выдачи данных.

При сигнале высокого уровня на входе STB состояние входных линий D17-D10 передается на выходные линии D07-D00. Запоминание (за­щелкивание) в информационных триггерах осуществляется при переходе сигнала STB от высокого уровня к низкому (по срезу сигнала STB). Сигнал управляет выходными буферами: при =0 буфер отпирается, при =1 он устанавливается в z-состояние. Сигнал не влияет ни на состояния ин­формационных триггеров, ни на функцию записи.

2.5 Шинные формирователи

Восьмиразрядные шинные формирователи КР580ВА86 применяют как буферные устройства шины данных в микропро­цессорных системах. Большая выходная мощность и простота управления позволяют использовать их для построения двунаправленных согласующих буферов межмодульной связи либо как простые усилительные каскады. Полная конструктивная совместимость с БР ИР82/83 допускает взаимозаменяемость при однонаправленной передаче.

Формирователь состоит из восьми одинаковых функциональных блоков с общими сигналами управления Т и ОЕ. Функциональные блоки состоят из двух усилителей-формирователей с z-состояниями на выходах, схема включе­ния которых обеспечивает разнонаправленную передачу. Формирователь ВА86 (рисунок 9, 10) не инвертирует данные.

Рисунок 9 - Функциональная схема К580ВА86

Рисунок 10 - Условно-графическое обозначение К580ВА86

А7-А0 – вход/выход линий данных. В зависимости от состояния входа Т они могут быть входными, если на Т – сигнал высокого уровня, и выходны­ми, если на Т – сигнал низкого уровня.

В7-В0 – вход/выход линий данных. Они являются входными, если на Т – сигнал низкого уровня, и выходными, если на Т – сигнал высокого уровня.

Т – входной сигнал управления направлением передачи. При Т=0 осуще­ствляется передача от В к А (режим В→А), при Т=1 – от А к В. Сигнал Т выбирает верхний или нижний усилитель-формирователь, разрешая соответ­ствующую передачу.

Основные достоинства шинных формирователей: большой выходной ток при малом входном токе и отсутствие шума на выходе при переключениях.

2.6 Контроллер шин к1810вг88

Микро­схема К1810ВГ88 представляет собой контроллер шин (КШ), используемый в сложных системах управления и обра­ботки информации на базе микропроцес­сора К1810ВМ86. КШ осуществляет гене­рацию команд и управляющих сигналов для системного и локального каналов микропроцессорных систем.

Структурная схема КШ приведена на рисунке 11. В состав микросхемы входят: дешифратор состояния (ВС); схема упра­вления (СU); формирователь командных сигналов (FI); формирователь управляю­щих сигналов (F).

Рисунок 11 - Структурная схема контроллера шин

Назначения входных, выходных и управляющих сигналов КШ приведены в таблице 7.

Таблица 7 - Описание выводов КШ

Обозначение вывода	Номер контакта	Назначение вывода
1	2	3
ST(2-0)	18; 19; 3	Входы сигналов состояния микропроцессора
CLK	2	Вход сигнала от ГТИ
AEN	6	Вход сигнала разрешения адресации, открывающего командные выходы КШ при L-уровне и переводящего их в высокоимпедансное состояние при Н- уровне
CEN	15	Вход сигнала разрешения команды, открывающего командные выходы и управляющие выходы DEN и PDEN ЕШ при Н-уровне и переводящего их в пассивное состояние при L-уровне
IOB	1	Вход сигнала режима управления каналом; при сигнале Н-уровня устанавливается режим управления каналом ввода/вывода, при сигнале L-уровня — режим управления системным каналом
MRDC	7	Вход командного сигнала чтения из памяти

Продолжение таблицы 7

1	2	3
MWTC	9	Вход командного сигнала записи в память
AMWC	8	Вход командного сигнала записи в память с упреждением. (Сигнал AMWC появляется в цикле канала на такт раньше сигнала MWTC)
IORC	13	Выход командного сигнала считывания из УВВ
IOWC	11	Выход командного сигнала записи в УВВ
AIOWC	12	Выход командного сигнала записи с упреждением. (Сигнал является в цикле канала на такт раньше сигнала IOWC)
INTA	14	Выход командного сигнала подтвержде-ния прерывания
	4	Выход сигнала, задающего направление передачи информации через приемопере-датчики (H-уровень сигнала при записи, L-уровень — при считывании)
DEN	16	Выход сигнала разрешения передачи данных, используемый для отпирания приемопередатчиков
	17	Вывод выполняет две функции: 1) при сигнале IOB L-уровня выходной сигнал МСЕ служит для считывания адреса из имеющего наивысший приоритет контроллера прерываний; 2) при сигнале IOB H-уровня выходной сигнал разрешает работу приемо-передатчиков канала данных в про-цессе ввода/вывода
STB	5	Выход сигнала стробирования адреса
UCC	20	Напряжение питания ( + 5 В)
GND	10	Напряжение питания (0 В)

КШ формирует командные сигналы интерфейса на основании сигналов состояния (типа цикла канала) микро­процессора К1810ВМ86. Сигналы состо­яний и соответствующие им команд­ные сигналы КШ также приведены в таблице 7.

КШ работает в режиме управления ка­налом ввода/вывода, если сигнал IOB имеет H-уровень. В этом режиме все вы­ходы командных сигналов ввода/вывода (IORС, IOWС, ATOWС и INTА) находят­ся в открытом состоянии независимо от сигнала АЕN. Если микропроцессору не­обходимо выполнить ввод/вывод, КШ переводит командные сигналы в активное состояние, а для управления приемопере­датчиками канала ввода/вывода приме­няются сигналы PDEN и . Для управления системным каналом в этом случае выходы командных сигналов вво­да/вывода не используются. Данный ре­жим позволяет с помощью одного КШ обслуживать два канала: системный ка­нал и канал ввода/вывода.

При L-уровне сигнала IOB контроллер работает в режиме управления си­стемным каналом. В этом режиме ис­пользуется один канал и более одного МП, поэтому для разрешения конфлик­тов при использовании канала необходим арбитр шины, который формирует сигнал AEN L-уровня, разрешающий обращение к каналу. В режиме управления си­стемным каналом командные сигналы формируются не раньше чем через 85 не после перехода на L-уровень сигнала AEN.

Основные электрические параметры микросхемы К1810ВГ88:

Входное напряжение логического ну­ля U_IL , В 0,8.

Входное напряжение логической еди­ницы U_IH, В 2,0.

Выходное напряжение логического нуля U_OL, В:

на командных выходах 0,5;

на управляющих выходах 0,5.

Выходное напряжение логической единицы U_OH В:

на командных выходах 2,4;

на управляющих выходах 2,4.

Ток потребления источника питания I_CC, мА 170.