3 Разработка электрической схемы устройства функционального контроля восьмиразрядных микроконтроллеров
3.1 Разработка электрической схемы функционального контроля ис в сравнении с эталоном
В процессе функционального контроля необходимо, чтобы создавались управляющие сигналы для чтения команд и операндов из ЭПЗУ и для сохранения данных в накопителе результатов ФК. Для этих целей используется только одна ИС- это микроконтроллер-эталон.
Рассмотрим некоторые особенности микроконтроллера. В процессе проверки ОЗУ и правильности выполнения команд используется внешнее ПЗУ, следовательно, необходимо отключить внутреннюю память программы микроконтроллера. Для этого нужно подать уровень «0» на вход ЕА обоих микроконтроллеров.
Еще одной особенностью микроконтроллера серии 8051 является то, что в порту Р0 происходит мультиплексирование адреса и данных. То есть при обращении к внешней памяти программы через порты Р0 и Р2 выдается значение со счетчика команд. И если в порту Р2, старший разряд адреса сохраняется в регистре- защелке, то в младшем нет. Поэтому для успешного чтения команды или операндов из ЭПЗУ необходимо для порта Р0 установить внешнюю регистр- защелку. На рисунке 3.1 приведена схема включения микроконтроллера. В качестве микросхемы D1 устанавливается микроконтроллер- эталон КР1830ВЕ51, в качестве внешнего регистра-защелки микросхемаD2- регистр К1554ИР22.
Где «А0…А14»- адресные сигналы;
«D0…D7»- байт команды или операнда;
«DO0…DO7»- сигналы, подаваемые на устройство сравнения;
«ALE»- строб- сигнал, по которому происходит запись данных в накопитель результатов;
«ЕА»- сигнал, по которому происходит отключение внутренней памяти программ микроконтроллера;
«-ОЕМ»- сигнал, по которому происходит считывание данных из ЭПЗУ в микроконтроллер;
«-WR»- сигнал, по которому происходит запись данных в накопитель результатов;
«RST»- сигнал, по которому происходит сброс микроконтроллеров.
Рисунок 3.1- Подключение микроконтроллера
Для устройства сравнения необходима схема, которая будет сравнивать результаты с выходов контролируемого микроконтроллера и микроконтроллера эталона. Произведем расчет для одного и того же разряда у двух микроконтроллеров. В таблице 3.1 приведена таблица истинности для устройства сравнения.
Таблица 3.1- Таблица истинности устройства сравнения.
|
Хк |
Хэ |
Y |
|
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
0 1 1 0 |
Где Хк- значение на выходе контролируемого микроконтроллера;
Хэ- значение на выходе микроконтроллера эталона;
Y- значение на выходе схемы сравнения.
Составим диаграмму Вейча и определим логическую функцию, которая будет реализована в схеме сравнения.
|
|
|
Хэ |
|
|
|
|
|
|
|
Хк |
|
0 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
Рисунок 3.2- Диаграмма Вейча составленная по таблице истинности устройства сравнения.
С помощью диаграммы Вейча, представленной на рисунке 3.2, переходим от табличной логической функции к алгебраической. Она будет выглядеть следующим образом:
|
F=Хэ* |
Хк |
+Хк* |
Хэ |
(3.1) |
По полученной алгебраической логической функции схема сравнения для одного разряда будет выглядеть следующим образом:
Рисунок 3.3- Схема сравнения для одного разряда.
То есть в том случае, если никаких ошибок нет, то на выходе устройства сравнения будет логический «0». В случае возникновения ошибки на выходе устройства сравнения появляется логическая «1». В качестве элемента D1 возьмем элемент серии КР1533ТЛ2, в качестве элементаD2- КР1533ЛИ1, а в качестве элементаD3- КР1533ЛЛ1.