Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет Украины “КПИ”

Кафедра САПР

Расчетно-графическая работа

По курсу: «Архітектура комп’ютера»

на тему: «Проектирование микрокомпьютера»

Виконав: Перевірив:

студент гр. ДА-31 Артюхов В.Г.

Костенко В. Г.

з.к. № ДА-3115

киЇв

2006 Содержание

Введение.……………………………………………………………………....3

1. Проектирование структурной схемы микрокомпьютера…………...….…...3

2. Проектирование узлов микрокомпьютера……………………………....…...4

   1. Узел цпу……...…………………………………………………….…….4

      1. Схема включения микропроцессора….…………………………....4

      2. Системный генератор………………….…………………………....5

      3. Интерфейс адресной шины…………………………………………6

      4. Интерфейс шины данных…………………………………………...7

      5. Формирователь шины управления…………………………………8

      6. Функциональная схема ЦПУ……………………………………….8

   2. Узел ЗУ……………………………………………………………….…....9

   3. Узел ввода/вывода…………………………………………………….....11

      1. Контроллер прерываний…………………………………………....11

      2. Параллельный порт………………………………………………....12

      3. Последовательный порт…………………………………………….12

      4. Таймер……………………………………………………………….13

      5. Адресная селекция………………………………………………….14

   4. Функциональная схема микрокомпьютера……………………………..16

3. Инициализация обработчиков прерываний…………………………….......17

Выводы………………………………………………………………………..17

Литература………………………………………………..……………….…...17

Введение

Сегодня достаточно распространенной задачей является проектирование миниатюрных вычислительных систем с определенными требованиями. Такие устройства находят широкое применение в современных бытовых устройствах, на предприятиях в промышленном оборудовании и т.д.

Микрокомпьютер представляет собой систему обработки информации и управления, реализованную на основе определенной элементной базе и принципа программного управления.

Целью данной работы является проектирование микрокомпьютера с определенной конфигурацией согласно заданию.

1. Проектирование структурной схемы микрокомпьютера

В соответствии с поставленным техническим заданием проектируемый микрокомпьютер состоит из следующих узлов:

1.Узел ЦПУ на основе МП К1810ВМ86.

2.Узел ЗУ, включающий:

-оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) объемом 8 Кбайт;

-постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) объемом 16 Кбайт.

3.Узел ввода/вывода, включающий:

-контроллер прерываний (КП) на 8 входных прерываний;

-генератор секундных импульсов (ПТ);

-параллельный порт на 8 входов (ПрП);

-последовательный порт (ПсП).

Структурная схема микрокомпьютера, состоящая из узлов указанных выше, в соответствии с полученным заданием, изображена на рис.1

Рис. 1. Структурная схема микрокомпьютера

2. Проектирование узлов микрокомпьютера

1. Узел цпу

ЦПУ выполнен на основе однокристального МП К1810ВМ86 [1], который не содержит внутреннего генератора и имеет ограниченную нагрузочную способность выходных каналов. Поэтому для построения ЦПУ понадобится внешний системный генератор и интерфейс системного канала, который обеспечивает сопряжение ЦПУ с шинами системного канала. Системный канал состоит из раздельных шин адресов, данных и шины управления. Поэтому интерфейс системного канала содержит интерфейс адресной шины, интерфейс шины данных и формирователь шины управления.

Структурная схема ЦПУ приведена на рис.2.

Рис. 2. Структурная схема ЦПУ.

Для построения ЦПУ необходимо спроектировать схему включения микропроцессора, системный генератор, интерфейс системного канала.

1. Схема включения микропроцессора

Схема включения МП показана на рис. 3. На входMN/MX (выбор режима работы) подаем сигнал логической единицы, соответствующий минимальному режиму работы, мы будем использовать этот режим, так как наш микрокомпьютер содержит однопользовательскую СШ. Вход CLK (синхронизация) подключаем к системному генератору, вход CLR (начальная установка) подключаем к схеме начальной установки, на вход RDY (готовность) подаем сигнал логической единицы, соответствующий режиму готовности, так как мы будем использовать МП только в режиме готовности, на вход TEST (вход программного ожидания) подаем сигнал логического нуля, соответствующий отсутствию ожидания, так как режим ожидания мы использовать не будем, на вход NMI (немаскируемое прерывание) подаем сигнал логического нуля (отсутствие немаскированных прерываний), так как такой вид прерываний мы использовать не будем, вход HOLD мы не используем, поэтому подаем на него сигнал логического нуля.

Рис. 3. Схема включения МП К1810ВМ86.