- •Общие сведения о микропроцессорах, основные определения и классификация
- •Общая структурная схема микропроцессора
- •Два подхода в построении уу микропроцессора
- •Структурная схема мп со схемной логикой управления
- •Принцип микропрограммного управления. Структурная схема мп на основе программируемой логики управления
- •Типовая структурная схема мпс с мультиплексируемой шиной адресов и данных
- •Управление памятью и внешними устройствами
- •Структура микропроцессора к1821вм85а
- •Блок регистров мп к1821вм85а
- •Блок управления мп к1821вм85а
- •Синхронизация и последовательность действий мп к1821вм85а
- •Система прерываний
- •Последовательный ввод-вывод
- •Система команд мп к1821вм85а
- •Пример выполнения программы
- •Приемы программирования микропроцессоров
- •Язык Ассемблера
- •Программирование последовательных участков алгоритма
- •Программирование циклических вычислительных процессов
- •Составление программ, содержащих подпрограммы
- •Общие сведения об интерфейсных схемах
- •Шинные формирователи
- •Буферные регистры
- •Параллельные периферийные адаптеры (ппа)
Общие сведения об интерфейсных схемах
Схемы интерфейса обеспечивают функциональную и электрическую совместимость при обмене информацией между микропроцессором (МП) и устройствами, участвующими в передаче или приеме информации. К ним относятся: шинные формирователи (ШФ), буферные регистры (БР), параллельные и последовательные адаптеры (интерфейсные блоки ввода-вывода) и др.
Как отмечалось выше, выходы МП КР1821ВМ85А имеют низкую нагрузочную способность ( , ), поэтому к выходам МП может быть подключено не более одного входа микросхемы ТТЛШ. Так как токи, потребляемые нагрузкой МП, обычно превышают указанные выше допустимые значения, в шины адреса и данных включаются буферы. Для построения таких буферов предусмотрены ШФ.
Для обмена информацией между модулями МПС используются параллельные и последовательные порты, хранящие информацию до тех пор, пока она не будет востребована МП или ВУ. Они могут быть реализованы с помощью параллельных или последовательных адаптеров либо представлять собою более простые схемы. Например, в простейшем случае в качестве параллельного порта можно использовать БР, который может выполнять роль буфера и хранить передаваемую информацию. Параллельные и последовательные адаптеры берут на себя управляющие функции при вводе-выводе информации, освобождая МП от этой процедуры.
Шинные формирователи
ШФ, называемые также приемопередатчиками, шинными драйверами и т.д., включаются между источником информации (МП) и системной шиной. В английской терминологии ШФ обозначается как BD (Bus Driver). Они усиливают сигналы по мощности при работе на шину, отключают МП от шины, когда он не участвует в обмене. Двунаправленные ШФ в зависимости от сигнала управления позволяют передавать сигналы в шину от МП или, наоборот, принимать их с шины и передавать МП.
Различные ШФ отличаются разрядностью, электрическими параметрами и возможностью передачи сигналов в прямом или инвертированном виде (ШФИ).
В МПК серии КР580 имеются ШФ КР580ВА86 и ШФИ КР580ВА87 (аналоги зарубежных микросхем Intel 8286 и 8287 соответственно). Рассмотрим ШФ КР580ВА86 (рисунок 17).
ШФ КР580ВА86 (схемотехника ТТЛШ) предназначен для двунаправленной управляемой передачи восьмиразрядных данных. Шина A (линии А7…0) принимает данные от МП или передает их ему (рисунок 17, а), шина B (линии B7…0) связана с системной шиной, на которую ШФ передает информацию или с которой снимает ее. В каждом разряде ШФ включены два повтори-
Рисунок 17 – Шинный формирователь КР580ВА86. Схема логическая (а) и временные диаграммы работы (б)
t1 – задержка распространения сигналов от входов к выходам;
t2 – задержка перехода выходов в Z-состояние;
t3 – задержка перехода выходов в активное состояние;
t4 и t5 – время выдержки и предустановки сигнала T относительно сигнала .
б)
Окончание рисунка 17
теля с Z‑состоянием на выходах. Сигнал ( ) высоким уровнем переводит выходы повторителей (усилителей) в Z-состояние либо разрешает передачу данных при низком уровне. При разрешении работы ( ) направление передачи зависит от уровня сигнала T (Transmit). Если T = 1, то передача от шины A к шине B, а если T = 0, то передача в обратном направлении.
Выходы ШФ имеют разную нагрузочную способность. Выходы B обеспечивают токи: , , выходы A: , . Поэтому шина A подключается к МП, а шина B – к системной шине.
Задержка распространения сигнала через открытые ШФ составляет 20 нс (интервал t1 на рисунке 17, б).
ШФ широко представлены в различных сериях цифровых элементов. Например, микросхема ЭКР1554АП26 (схемотехника КМОП) представляет собой восьмиканальный двунаправленный приемопередатчик с раздельным управлением с Z-состоянием на выходах. Выходные токи , . Задержка распространения сигнала не более 6 нс при напряжении питания 4,5 В.