Вопросы и задания
1. Что такое - интерфейс МПСУ? Почему вид интерфейса влияет на схемы и команды программы МПСУ?
2. Приведите характеристики интерфейса МПСУ с изолированной системой шин.
3. Приведите характеристики интерфейса МПСУ с общей системой шин.
4. Поясните работу релейной схемы управления контактором.
5. Поясните алгоритм управления одним внешним устройством ВУ (контактором).
6. Основываясь на схеме управления одним ВУ, определите: адресное пространство ПЗУ (программы управления контактором), адреса ВУ ввода (кнопок) и вывода (контактора), виды команд работы с ВУ.
7. Поясните исполнение на сигнальном уровне команд программы управления одним ВУ.
8. Поясните алгоритм управления одним внешним устройством ВУ (контактором).
9. Основываясь на схеме управления несколькими ВУ, определите: адресное пространство ПЗУ (программы управления контактором), адреса ВУ ввода (кнопок) и вывода (контактора), виды команд работы с ВУ.
10. Поясните исполнение на сигнальном уровне команд программы управления несколькими ВУ.
11. Как составляется таблица прошивки ПЗУ?
12. Обоснуйте необходимость введения регистра в схему ВУ ввода, а в схему ВУ вывода – триггера.
13. Что такое маскирование сигналов ввода и как оно связано со схемой подключения ВУ ввода?
14. Как формируется байт вывода для ВУ вывода?
1.11. Интерфейс мпсу с общей системой шин
Особенностью данного вида интерфейса является использование общего адресного пространства как для ИМС памяти, так и для ВУ. Поэтому, даже в простейшем случае – обслуживании только одного ВУ – нужны дешифраторы.
Принципиальная электрическая схема МПСУ с общей системой шин приведена на рис.1.33. Примем условия работы МПСУ:
1). К микропроцессору подключено множество ВУ. Для примера на схеме рассмотрено только три ВУ: контактор К, кнопки "Пуск" П и "Стоп" С. Алгоритм управления контактором такой же, как на рис.1.29б.
2). В МПСУ память содержит только одну ИМС ПЗУ типа КР573РФ81 емкостью 214=16 Кбайт и одну ИМС ОЗУ типа КР537РУ17 емкостью 213=8 Кбайт.
3). Стартовый адрес программы управления контактором равен 1В04Н.
4). Адрес ВУ ввода (регистра RG с кнопками С и П) равен 4000Н. Адрес ВУ вывода (D-триггер с контактором К) равен 4001Н.
Общее адресное пространство составляет 216=6553610 байт =64 Кбайт.
Для выбора ИМС и ВУ применим трехступенчатую дешифрацию адресов. Используем в схеме ИМС дешифратора КР1531ИД14, который содержит два одинаковых дешифратора типа 2→4, и наборный дешифратор на логических элементах 5ИЛИ-НЕ, 3ИЛИ-НЕ, 4И-НЕ и инверторах (рис.1.33). Разбиение адресного пространства с помощью дешифратора КР1531ИД14 поясняется рис.1.34.
Верхний
дешифратор ИМС КР1531ИД14, работа которого
разрешена постоянным сигналом
=0
и на который заведены биты А15 и А14 ША,
разбивает все адресное пространство
объемом 64 Кбайт на 4 области 0…3 одинаковых
по объему – по 16 Кбайт. Это первая ступень
дешифрации всего адресного пространства.
С
выхода 1 верхнего дешифратора, что
соответствует адресам области 1, на
нижний поступает сигнал разрешения
Нижний дешифратор ИМС КР1531ИД14, на который
заведены биты А13 и А12 ША, разбивает
адресное пространство области 1 объемом
16 Кбайт на 4 одинаковых по объему – по
4 Кбайт – области 1.0…1.3. Это вторая
ступень дешифрации всего адресного
пространства.
ПЗУ подключено к выводу 0 верхнего дешифратора, и для ПЗУ выделены адреса от 0000Н до 3FFFН. Стартовый адрес 1В04Н программы управления контактором принадлежит ПЗУ.
ОЗУ подключено к выводу 2 верхнего дешифратора, и для ОЗУ выделены 16 Кбайт адресного пространства (адреса 8000…ВFFF). Микросхема ОЗУ имеет емкость 8 Кбайт. Следовательно, половина адресного пространства теряется.
К выводу 3 верхнего дешифратора ничего не подключено, следовательно, область 3 памяти не используется.
|
Верхний дешифратор ИМС КР1531ИД14 |
Нижний дешифратор ИМС КР1531ИД14 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
Область |
Биты ША |
Выход дешифратора |
Адреса (16-ричные) областей |
Область |
Биты ША |
Выход дешифратора |
Адреса (16-ричные) областей |
||||||||||||||||||||||
|
А15 |
А14 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Миним. |
Максим. |
А13 |
А12 |
3 |
2 |
1 |
0 |
Миним. |
Максим. |
||||||||||||||
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
F |
F |
F |
1.0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
4 |
0 |
0 |
0 |
4 |
F |
F |
F |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
4 |
0 |
0 |
0 |
7 |
F |
F |
F |
1.1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
5 |
0 |
0 |
0 |
5 |
F |
F |
F |
|
2 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
8 |
0 |
0 |
0 |
В |
F |
F |
F |
1.2 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
6 |
0 |
0 |
0 |
6 |
F |
F |
F |
|
3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
С |
0 |
0 |
0 |
F |
F |
F |
F |
1.3 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
7 |
0 |
0 |
0 |
7 |
F |
F |
F |
|
Рис.1.34. Разбиение адресного пространства дешифратором КР1531ИД14 |
|||||||||||||||||||||||||||||
К
выводу 0 нижнего дешифратора, которому
соответствует область 1.0 адресного
пространства, подключены дешифраторы
внешних устройств. На схеме приведен
набранный на логических элементах
дешифратор адресного пространства МП
3-й ступени. По схеме можно проверить,
что при адресе 4000Н= =0100.0000.0000.0000В вместе
в сигналом
=0
устанавливается сигнал 0 на том выходе
наборного дешифратора, который заводится
на вход
регистра RG. Можно также проверить, что
при адресе 4001Н=0100.0000.0000.0001В вместе в
сигналом
=0
устанавливается сигнал 1 на том выходе
наборного дешифратора, который заводится
на синхронизирующий вход С триггера.
Если в МПСУ есть еще ВУ, то для них нужно также создавать дешифратор.
Подведем итоги по разбиению адресного пространства дешифраторами:
- применено трехступенчатое разбиение всего адресного пространства МП;
- области 1.1, 1.2, 1.3 и 3 общим объемом 28 Кбайт не используются в работе МП;
- под ВУ отведена область объемом 4 Кбайта, из которой обычно используется малая часть.
Следовательно, в данной МПСУ с общей системой шин потери адресного пространства составляют около его половины. Это пространство потеряно потому, что:
- запись по адресам неиспользованных областей бессмысленно, так как на приемном конце ничего не подключено;
- чтение из адресов неиспользуемых областей дает случайный код, так как по этим адресам нет источников информации.
Программа управления, составленная в соответствии с приведенным алгоритмом, приведена на рис.1.35 (все коды 16-ричные). В программе чтение ВУ и запись в ВУ производится, соответственно, командами LDA 4000 и STA 4001, которыми можно работать и с памятью МП.
|
Адрес |
Код команды |
Метка |
Мнемокод |
Комментарии |
|||
|
1B04 |
3A |
00 |
40 |
|
M1 |
LDA 4000 |
Чтение состояния кнопок П и С |
|
1B07 |
E6 |
01 |
|
|
|
ANI 01 |
Выделить бит состояния кнопки С |
|
1B09 |
C2 |
1C |
1B |
|
|
JNZ M4 |
Если С нажата, то К выключить |
|
1B0C |
3A |
00 |
40 |
|
M2 |
LDA 4000 |
Чтение состояния кнопок П и С |
Рис.1.35. Программа управления контактором
|
Адрес |
Код команды |
Метка |
Мнемокод |
Комментарии |
|||
|
1B0F |
E6 |
02 |
|
|
|
ANI 02 |
Выделить бит состояния кнопки П |
|
1B11 |
C2 |
21 |
1B |
|
|
JNZ Конец |
Если П нажата, то К включить, иначе выйти из программы |
|
1B14 |
3E |
01 |
|
|
M3 |
MVI A, 01 |
В аккумулятор код включения К |
|
1B16 |
32 |
01 |
40 |
|
|
STA 4001 |
Включить контактор К |
|
1B19 |
C3 |
21 |
1B |
|
|
JMP Конец |
Выйти из программы |
|
1B1C |
3E |
00 |
|
|
M4 |
MVI A, 00 |
В аккумулятор код выключения К |
|
1B1E |
32 |
01 |
40 |
|
|
STA 4001 |
Выключить контактор К |
|
1B21 |
|
|
|
|
Конец |
|
1-я команда управления другим ВУ |
|
Рис.1.35. Продолжение |
|||||||
Вопросы и задания
1. Основываясь на схеме управления ВУ, определите адресные пространства ПЗУ (программы управления контактором) и ОЗУ.
2. Основываясь на схеме управления ВУ, определите адреса ВУ ввода (кнопок) и вывода (контактора), виды команд работы с ВУ.
3. Поясните исполнение на сигнальном уровне команд, входящих в блоки чтения состояния кнопок и определения ветви исполнения программы.
4. Поясните исполнение на сигнальном уровне команд блоков включения и выключения контактора.