- •В.М. Комаров
- •Рыбинск
- •Содержание
- •Указатель сокращений
- •Введение
- •1. Организация микропроцессорных систем
- •1.1. Типовая структура микропроцессорных систем
- •1.2. Структура и принцип действия микроЭвм
- •1.3. Организация устройств микроЭвм
- •1.3.1. Организация процессора
- •Операционный блок
- •Управляющий блок
- •1.3.2. Организация памяти
- •1.3.3. Организация интерфейса
- •Методы обмена данными
- •Синхронный обмен
- •Асинхронный обмен
- •Обмен по прерыванию
- •Обмен в режиме прямого доступа в память
- •2. Элементная база микроэвм
- •2.1. Состав элементов для построения микроЭвм
- •2.2. Однокристальные микропроцессоры к1810вм86/к1810вм88
- •2.2.1. Аппаратный интерфейс
- •2.2.2. Функциональный смысл внешних сигналов
- •2.2.3. Структура и принцип действия
- •2.2.4. Временные диаграммы функционирования
- •2.3. Генератор тактовых импульсов к1810гф84
- •2.4. Шинные буферы к1810ва86
- •2.5. Элементы памяти
- •2.5.1. Элементы постоянной памяти
- •2.5.2. Микросхемы энергонезависимой памяти фирмы Atmel
- •Общие сведения
- •Микросхемы памяти группы eeprom
- •Микросхемы памяти группы Parallel eeprom
- •Микросхемы памяти группы Flash Memory
- •2.5.3. Элементы оперативной памяти
- •2.6. Порты ввода/вывода
- •2.6.1. Порт ввода/вывода к1810ир82
- •2.6.2. Порт ввода/вывода к589ир12
- •2.6.3.Программируемый параллельный интерфейс кр580вв55а
- •Режим 0
- •Режим 1
- •Режим 2
- •3. Проектирование микропроцессорных систем
- •3.1. Представление системы как объекта проектирования
- •3.2. Основные этапы проектирования
- •3.3. Разработка архитектуры системы
- •3.4. Проектирование программных средств
- •3.4.1. Этапы жизненного цикла программы
- •3.4.2. Точная постановка задачи и формулировка требований к программе
- •Постановка задачи ввода данных в озу
- •3.4.3 Проектирование программы
- •Декомпозиция общей задачи
2.4. Шинные буферы к1810ва86
В качестве шинных буферов (ШБ) могут использоваться микросхемы К1810ВА86 или КР580ВА86 (ВА86) идентичные друг другу. Их условное графическое обозначение на электрических схемах и структура приведены на рис. 2.8.
Рис. 2.8. Шинный буфер ВА86:
а) условное графическое обозначение; б) структура
Функциональное назначение внешних сигналов ШБ ВА86 имеет следующий смысл:
A7A0 двунаправленные линии данных малой мощности;
B7B0 двунаправленные линии данных большой мощности;
вход выборки кристалла;
TF вход выбора направления передачи.
При = 1 работа ШБ запрещена, и его выводы A и B находятся в высокоимпедансном состоянии. При = 0 осуществляется передача данных. Направление передачи определяется уровнем на входе TF. При TF = 0 данные передаются от B к A, а при TF = 1 от A к B.
Линии A и B имеют различную нагрузочную способность. Ток нагрузки в состоянии логического 0 для выводов A составляет 16 мА, а для выводов B – 32 мА.
2.5. Элементы памяти
В простых МПС для построения памяти наиболее целесообразно использовать интегральные микросхемы (ИМС) ЗУ с побайтной организацией накопителя. Это обеспечивает минимизацию требующегося количества ИМС. Необходимый объем памяти, как правило, достигается путем выбора соответствующих микросхем. При этом для построения ПЗУ чаще всего используются ИМС ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием, а для построения ОЗУ ИМС ОЗУ статического типа.
2.5.1. Элементы постоянной памяти
В зависимости от требуемого объема ПЗУ для его построения применяются различные ИМС серии К573: К573РФ2 (К573РФ5), К573РФ4(К573РФ6), К573РФ8 (К573РФ81, К573РФ82) или их более новые аналоги серии КС1626: КС1626РФ1(КС1626РФ11, КС1626РФ12). Запись данных в эти ИМС (программирование) выполняется в специальном устройстве (программаторе) с использованием дополнительного источника питания с более высоким, чем у основного источника питания, напряжением. Перезапись данных непосредственно в аппаратуре невозможна.
Условное графическое обозначение этих микросхем на электрических схемах приведено на рис. 2.9.
Функциональное назначение их выводов имеет следующий смысл:
DI/DO7DI/DO0 входы (при программировании)/выходы данных;
A14A0 входы адреса;
вход выборки кристалла;
вход разрешения выхода;
сигнал программирования;
напряжение программирования.
Основные технические параметры ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием приведены в табл.2.3.
Функционирование ИМС К573РФ2, К573РФ5 и К573РФ8 отражается табл. 2.4, а ИМС К573РФ4, К573РФ6 и КС1626РФ1 табл. 2.5.
Символ Z в таблицах истинности обозначает высокоимпедансное состояние выходов, а символ X – безразличное состояние входов.
Рис. 2.9. Условное графическое обозначение ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием:
а) К573РФ2, К573РФ5; б) К573РФ4, К573РФ6, КС1626РФ1
(КС1626РФ11, КС1626РФ12); в) К573РФ8 (К573РФ81,К573РФ82)
Таблица 2.3
Параметры ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием.
Параметр
|
К573РФ2 К573РФ5 |
К573РФ4А К573РФ6А |
К573РФ8А
|
КС1626РФ1
|
Время хранения, час: при включенном питании при выключенном питании |
15000 15000 |
25000 100000 |
25000 25000 |
50000 10 лет |
Число циклов программирования |
25 |
25 |
25 |
100 |
Организация накопителя, байт бит |
2048 8 |
8192 8 |
32768 8 |
8192 8 |
Напряжение программирования Uпр, В |
25 |
25 |
18 |
12,5 |
Быстродействие (время выборки адреса), нс |
450 |
300 |
350 |
200 |
Выходной ток, мА низкого уровня высокого уровня |
1,9 0,1 |
2,1 0,1 |
2,1 0,4 |
1,6 0,1 |
Таблица 2.4
Таблица истинности ИМС К573РФ2, РФ5, РФ8
|
|
|
A A0 |
DIDO7 DIDO0 |
Режим работы |
1 |
X |
|
X |
Z |
Хранение |
1 |
1 |
Uпр |
A |
Входные данные |
Программирование |
0 |
0 |
Uпр |
A |
Выходные данные |
Контроль в процессе программирования |
0 |
0 |
|
A |
Выходные данные |
Считывание |
0 |
1 |
|
A |
Z |
Отключение выходов |
для К573РФ8 при программировании = 0
Таблица 2.5
Таблица истинности ИМС К573РФ4, РФ6, К1626РФ1
|
|
|
|
A12A0 |
DI/DO7 DI/DO0 |
Режим работы |
1 |
X |
X |
|
X |
Z |
Хранение |
0 |
0 |
1 |
|
A |
Выходные данные |
Считывание |
0 |
1 |
1 |
|
A |
Z |
Отключение выходов |
0 |
1 |
0 |
Uпр |
A |
Входные данные |
Программирование |
0 |
0 |
1 |
Uпр |
A |
Выходные данные |
Контроль в процессе программирования |
1 |
X |
X |
Uпр |
X |
Z |
Запрет программирования |
ИМС К573РФ81 и К573РФ82 получают путем разбраковки основной ИМС К573РФ8, а ИМС К1626РФ11 и К1626РФ12 ИМС К1626РФ1. При этом в каждой паре в одной ИМС используется одна половина полного накопителя, а в другой ИМС другая. Поэтому информационная емкость этих ИМС вдвое меньше, чем у основной ИМС, и при их применении необходимо обеспечить условие выбора используемой части полного накопителя. Для этого на их старший адресный вход необходимо подать соответствующий постоянный уровень напряжения, а именно:
для К573РФ81 A14 = 1, для К573РФ82 A14 = 0,
для К1626РФ11 A12 = 1, для К1626РФ12 A12 = 0.
Более полная информация об ИМС для построения ПЗУ приведена в [4,5,6].