Міністерство освіти і науки , молоді та спорту україни вінницький коледж національного університету харчових технологій

Циклова комісія інформатики та КТ

Розрахунково-графічна робота

З навчальної дисципліни «Мікропроцесорні системи»

На тему:

«Розробка мікроконтролера на базі мікропроцесора і8080 (об’єкт керування: ліфт)»

Виконав студент групи 3-ОК-1

денної форми навчання

Кордонець Олександр

Керівник: Петрович С.Д

Вінниця, 2011

Зміст

Вступ

1. Розробка структурної схеми мікроконтролера ………………………….2

2. Пристрої пам’яті.

   1. Структурна схема оперативного запам’ятовуючого пристрою….8

   2. Структурна схема постійного запам’ятовуючого пристрою……10

3. Висновок…………………………………………………………….. …...12

4. Список використаної літератури…………………………………...........13

Вступ

Компанія Intel є сьогодні найбільшим виробником напівпровідників у світі. Вона змінила наш світ не менше, ніж це зробили Apple і Microsoft у свій час (а якщо говорити точніше, то вони нічого б не зробили без Intel). Адже Intel винайшла мікропроцесор - серце сучасних комп'ютерів. На початку XXI століття процесори Intel були встановлені більш ніж на 80% комп'ютерів по всьому світу. Сьогодні Intel випускає достатньо широкий спектр продукції, який не закінчується на одних лише процесорах. Так, компанія виробляє материнські плати, флеш пам'ять, концентратори і маршрутизатори, концептуальні ноутбуки і багато іншого.

Intel - це компанія, яка практично з моменту свого заснування стала лідером на ринку. Як таке стало можливим? Мабуть, вся справа в тому, що Intel завжди представляла собою сплав з вмілого маркетингу і яскравих інноваційних розробок у галузі обчислювальної техніки. Сьогодні ми поговоримопро історію цієї корпорації.

Цікаві факти:

• У 1997 році журнал Time назвав Енді Гроува людиною року;

• У 2008 році доходи Intel склали 37,6 мільярда доларів. Вони впали під дією економічної кризи;

• У компанії працює більше 80 тисяч співробітників;

• У компанії є свій музей, в якому можна почерпнути всю найважливішу інформацію з історії компанії

1. Розробка структурної схеми мікроконтролера

8080 є однокристальним мікропроцесором, що працюють з 8-розрядною шиною даних і 16-розрядною шиною адреси. Керуючі сигнали передаються по шині керування. Шини відокремлені один від одного.

рис1.1 Структура Intel 8080

Мікропроцесор містить внутрішню шину даних, за допомогою якої відбувається обмін інформацією між внутрішніми регістрами, арифметично-логічним пристроєм, що обробляють 8-розрядні дані і передає їх через буфер на зовнішню шину даних. Крім того, до складу 8080 входить пристрій управління, буфер адресної шини, пов'язаний з регістром команд і блок регістрів. У загальних рисах робота мікропроцесора виглядає наступним чином: у регістрі, званому програмним лічильником, зберігається адреса наступної команди, яку необхідно виконати. Пристрій управління підключає цей регістр до шини адреси (звичайно, через буфер) і видає керуючі сигнали, необхідні для читання коду команди з пам'яті. На цьому завершується перший такт.

У наступному такті мікропроцесор перевіряє стан сигналів на вході готовності і запит зупину. При їх наявності мікропроцесор переходить у відповідний стан. В іншому випадку, після появи на шині керування сигналів, що підтверджують видачу коду команди на шину даних, пристрій управління підключає до неї регістр команди і записує в неї отриманий код. Це потрібно тому, що команда передається тільки в першому машинному циклі, а зберегти її потрібно на весь час виконання команди. З регістру команди її код надходить в дешифратор команди і потім в пристрій керування, що у залежності від надійшла команди або відразу переходить до її виконання, або зчитує дані або адресу, розташовані відразу після коду команди і необхідні для її виконання. На це витрачається третя такт і, якщо це необхідно, четвертий і п'ятий такти. Таким чином, вся команда виконується за 3-5 тактів. При тактовій частоті 2 МГц це становить 1.5-2.5 мкс.

Перед виконанням команди перевіряється стан сигналу на вході захоплення шини HLD (цей сигнал відключає мікропроцесор від шини, даючи зовнішніх пристроїв можливість прямого доступу в пам'ять по загальній шині). При його виявленні мікропроцесор переходить в стан захоплення і виробляє сигнал підтвердження захоплення шини. Після зняття сигналу HLD процесор продовжує виконання команди. В кінці машинного циклу знову аналізується стан входу захоплення, а потім перевіряється, чи завершено виконання команди. Якщо ні, то мікропроцесор переходить до виконання наступного циклу команди. Це може бути цикл роботи з оперативною пам'яттю чи з зовнішнім пристроєм.

Після виконання кожної команди перевіряється стан входу запиту переривання. Якщо цей сигнал присутній, то поточна програма припиняється і на шину даних видається сигнал "підтвердження переривання". Потім зовнішній контролер переривань передає по шині даних команду і адреса переходу до підпрограми обробки переривання. Після закінчення обробки переривання відбувається повернення до виконання перерваної програми. Сигнал готовності дозволяє синхронізувати роботу мікропроцесора з роботою більш повільних пристроїв, і, крім того, використовується для покрокового виконання програм.

Наступним важливим вузлом мікропроцесора є блок регістрів. Він включає в себе 16-розрядний регістр для тимчасового зберігання даних WZ, шість 8-розрядних регістрів загального призначення B, C, D, E, H, L, які можуть використовуватися парами в якості 16-розрядних - BC, DE, HL (це зроблено насамперед для зручної роботи з адресами). Крім того, блок регістрів містить 16-розрядний регістр адреси команди IP (програмний лічильник), 16-розрядний регістр покажчика стека SP, а також 16-розрядну схему інкремента-декремента. За допомогою останньої змінюється, наприклад, стан програмного лічильника після виконання кожної наступної команди. Ще один важливий вузол - регістр результату (акумулятор), пов'язаний з АЛУ і використовуваний для зберігання одного з вихідних операндів або результату виконання команди.

Останній регістр - це регістр прапорців. У ньому записано байт, кожний біт якого містить інформацію про результат виконання останньої команди.

Складові частини проектованого пристрою зображуються спрощено у вигляді прямокутників довільної форми (Рисунок 1.4 - Структурна схема МПС), тобто з застосуванням умовно-графічних позначень.

Безпосередньо розглядаючи проектовану мною МПС на базі I8080 в її складі можна такі найбільш важливих блоки:

Генератор тактових імпульсів (ГТІ) - призначений для створення послідовностей тактових імпульсів Ф1 та Ф2.

Програмований Зв’язковий адаптер (ПЗА) - являє собою універсальне приймально-передавальний пристрій, який перетворює знімається з ШД МПС інформацію з паралельної форми на послідовну, придатну для передачі в лінію зв'язку, а також здійснює зворотне перетворення.

Програмований периферійний адаптер (ППА) - при використанні як інтерфейсної БІС дозволяє підключати до МПС різне периферійне устаткування без додаткових логічних схем. Ініціалізація і керування роботою ППОС здійснюється з використанням шести керуючих і адресують сигналів, що подаються вниз МПС по лініях управління, 8-розрядного керуючого слова режиму, що подається від МП через шину даних, а також ряду сигналів, що надходять із зовнішніх пристроїв.

Програмований інтервальний таймер (ПІТ) - призначений для реалізації різних часозадаючих функцій. Ініціалізація і керування роботою ПІТ здійснюється з використанням п'яти керуючих сигналів, що подаються від МП по лініях управління, трьох 8-розрядних керуючих слів, що подаються від МП по шині даних, а також трьох вхідних і трьох дозвільних сигналів, що надходять від зовнішніх пристроїв.

Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) - призначено для тимчасового зберігання проміжних обчислень.

Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП) - пам'ять програми, в яку записана програма (послідовність виконання команд) мікроЕОМ і постійні величини (константи), необхідні для її виконання.

Мікропроцесор (МП) - програмно-керований пристрій, що здійснює обробку інформації і керування нею.

Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) - сигнали з аналогових датчиків V1 ... V3 перетворює в цифрову форму. З виходу АЦП коди, отримані від аналогових датчиків зберігаються в пам'яті для подальшої обробки.

Цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) - перетворить цифрову інформацію в аналогові сигнали. МПС формує керуючий вплив у вигляді аналогового сигналу з ЦАП. Код поступає на вхід ЦАП формується як сума значень отриманих після перетворення з АЦП від датчиків V1 ... V3.

Контролер пріоритету переривань (КПП) - формує запит на переривання роботи МП .

Обробляє запити на переривання чотирьох рівнів:

• INT0 - відмова джерела живлення (датчик аварійної ситуації Х0)

• INT1 - запит від аварійного датчика

• INT2 - запит від зовнішньої ЕОМ

• INT3 - запит з пульта оператора

Пульт керування (ПК) - пульт керування містить регістр зі світлодіодами індикації значень двійкових датчиків Х1 ... Х5, кнопку скидання, аварійну сигналізацію при сигналі від датчика Х0, тумблер «Зупинка», опитуваний кожен раз в кінці програми.

Рис1.4 Структурна схема МПС