1.5.4 Генератор тактовых импульсов ГФ84
Микросхема К1810ГФ84 является однокристальным ГТИ, специально спроектированным для МП К1810ВМ86. В состав микросхемы (рисунке 1.17) входит стабилизируемый кварцем генератор, делитель на 3, а также логика синхронизации сигналов готовности и сброса.
Рисунок 1.17 Структурная схема ГТИ ГФ84
Встроенный в БИС генератор рассчитан для работы с внешним кварцевым резонатором, который подключается к входу Х1 и выходу Х2. Частота подключаемого кварцевого резонатора должна быть в 3 раза больше, чем требуемая МП частота CLK. Для достижения наиболее стабильной работы входных цепей генератора рекомендуется точки Х1 и Х2 подключить к общей шине через резисторы сопротивлением 510 Ом. Полезно также последовательно с кварцевым резонатором подключить конденсатор небольшой емкости (около 15 пФ). Выход генератора подключается непосредственно к выводу OSC, так что внешние средства при необходимости могут воспользоваться основной тактовой частотой ГТИ.
Основная системная частота CLK получается путем деления частоты OSC на 3. Длительность импульсов на выходе CLK составляет 1/3 периода, что соответствует требованиям, предъявляемым МП. Еще один выходной синхросигнал PCLK представляет собой меандровую последовательность импульсов с частотой, равной половине частоты CLK. В случае стандартного значения частоты CLK 5 МГц, частота PCLK составляет 2,5 МГц. Этот синхросигнал предназначен для формирования основной тактовой последовательности CCLK для ПУ. Установочный вход CSYNC позволяет синхронизировать CLK и PCLK , например, с другим ГТИ.
Микросхема предусматривает возможность работы от внешнего генератора импульсов OSC, которые подаются на вход EFI. Выбор между внутренним и внешним генератором OSC реализуется с помощью управляющего входа . При выбирается внутренний генератор, в противном случае – внешний.
Логика формирования сигнала сброса RESET включает триггер Шмидта и синхронизирующий D-триггер, срабатывающий по срезу CLK. Применение на входе RES пороговой схемы позволяет формировать сигнал сброса при нажатии клавиши RESET с помощью простой RC-цепочки. Полученный на выходе RESET сигнал сброса соответствует требованиям, накладываемым на него МП К1810ВМ86.
Логика формирования сигнала готовности READY предусматривает синхронизацию входного сигнала готовности RDY1 или RDY2. Выбор входа осуществляется управляющими сигналами и . Симметричность пары RDY, допускает использование в качестве входа готовности инверсную линию , тогда как прямая линия RDY может служить управляющей.
Различают два типа входных сигналов готовности: асинхронный и синхронный, в соответствии с которыми предусматриваются и два типа синхронизации. Выбор типа синхронизации осуществляется по уровню напряжения на линии . При реализуется двухступенчатая логика синхронизации асинхронного сигнала готовности, в противном случае – одноступенчатая логика синхронизации синхронного сигнала готовности.
В случае двухступенчатой синхронизации () переход входного сигнала готовности из 0 в 1 будет синхронизироваться сначала по фронту, а затем по срезу CLK. Переход входного сигнала из 1 в 0 будет синхронизироваться только по срезу CLK. Такая схема синхронизации ориентирована на использование с асинхронными системными каналами с неготовым по умолчанию сигналом ответа .
При одноступенчатой синхронизации () входной сигнал готовности тактируется только срезом CLK. Этот способ применим в системах, которые гарантируют синхронность формирования сигнала подтверждением обмена или готовности.
Вход имеет встроенный резистор, подключенный к шине питания. Поэтому допускается вход оставлять свободным, что соответствует ситуации .
Микросхема К1810ГФ84 упакована в 18-выводный корпус типа 2104.18. Условное обозначение и распределение сигналов по выводам приведено на рисунке 1.18.
Рисунок 1.18 Условное графическое обозначение ГФ84
1.5.5 Параллельный программируемый интерфейс КР580ВВ55А
БИС КР580ВВ55А выполнена по nМОП-технологии, питается от источника +5В и потребляет ток 120 мА. Микросхема представляет собой программируемый параллельный интерфейс на 24 линии ввода/вывода с нагрузочной способностью 2,5 мА. Микросхема содержит два 8-разрядных и два 4-разрядных порта ввода/вывода, объединенных в две группы по 12 разрядов каждая. Интерфейс программируется на 3 режима работы: режим 0 – простой ввод/вывод, режим 1 – стробируемый ввод/вывод, режим 2 – двунаправленный канал ввода/вывода. В режиме 0 каждую группу из 12 линий ввода/вывода можно запрограммировать на нестробируемый ввод или вывод. В режиме 1 каждую группу можно запрограммировать на стробируемые ввод или вывод, при этом 8 выводов используются для передачи данных, а оставшиеся 4 вывода – для управления обменом. В режиме 2 используется только одна группа выводов, которая реализует двунаправленный 8-разрядный канал обмена, управляемый сигналами пяти выводов.
Микросхема организована на основе двунаправленной 8-разрядной шины данных и содержит порты ввода/вывода А, В, С, регистр управляющего слова (РУС), блок сопряжения с системной шиной. Порты А и В – 8-разрядные, порт С состоит из двух 4-разрядных портов. Порты сопрягаются с ВУ с помощью выводов портов РА7…РА0, РВ7…РВ0 и РС7…РС0, программируемых на ввод или вывод. Порт А содержит 8-разрядный выходной регистр с выходными формирователями и 8-разрядный входной регистр с входными формирователями. Он может работать на ввод или вывод 8-разрядных слов во всех трех режимах. Порт В состоит из 8-разрядного регистра ввода/вывода, входных и выходных формирователей и его можно использовать на ввод или вывод 8-разрядных слов в двух режимах: 0 и 1. Порт С состоит из двух 4-разрядных регистров (CH и CL). Каждому регистру соответствует своя группа входных и выходных формирователей, используемых для ввода/вывода 4-разрядных слов в режиме 0. При работе портов А, В в режимах 1 или 2 выводы порта С используются для приема и выдачи управляющих сигналов обмена, а регистр порта С выполняет функции регистра состояния.
Регистр управляющего слова содержит информацию, которая настраивает порты на ввод или вывод в одном из трех режимов его работы. Обмен с портами ввода/вывода и регистром управляющего слова осуществляется через трехстабильную шину данных D7...D0 под управлением сигналов, подаваемых на входы выборки , адреса А1, А0 и чтения/записи . При подаче на вход RES напряжения высокого уровня регистр управляющего слова устанавливается в состояние, при котором все каналы настраиваются на режим 0 для ввода информации (все шины портов А, В, С переходят в высокоомное состояние). При снятии сигнала со входа RES содержимое РУС не изменяется и соответственно не изменяется режим работы интерфейса.
БИС ориентирована на сопряжение с раздельными системными шинами. Схема ее сопряжения с системными шинами процессора К1810ВМ86 показана на рисунке 1.19.
Рисунок 1.19 Схема сопряжения ВВ55 и МП ВМ86
Выбирается БИС по сигналу, формируемому адресным селектором (АС). В схеме БИС подключена к младшим линиям шины данных и выбирается при А0 = 0. Входы А1, А0 БИС подключены к линиям А2, А1 адресной шины. Адресный селектор дешифрирует адрес с линий А15…А3 адресной шины, обеспечивая доступ совместно с линиями А2, А1 к адресному пространству объемом 64 Кбайта. При размещении БИС на линиях D15...D8 шины данных для разрешения селектора используется сигнал выборки старшего байта с линии .
Режим работы и направление обмена с ВУ программируется управляющими словами. Управляющее слово режима устанавливает режимы работы групп А или В и режим ввода или вывода для каждого порта. Управляющее слово поразрядной установки/сброса порта С используется для поразрядного ввода информации и для начальной установки состояния отдельных разрядов порта С при его использовании для управления обменом в режимах 1, 2. Управляющие слова выводятся на интерфейс при А1, А0 = 11 и различаются значением разряда 7 (1 – управляющее слово режима, 0 – управляющее слово установки/сброса порта С). Режимы работы портов А и В устанавливаются автономно и независимо, а режим работы порта С зависит от режимов работы каналов А и В. При каждом изменении режима работы любого из портов все входные регистры портов сбрасываются в состояние логического 0. При установке режимов 1, 2 это приводит к обнулению всех разрядов регистра состояния (регистра порта С), и поэтому необходимо осуществлять требуемую начальную установку разрядов порта в соответствии с режимом работы портов А, В.
Программное обеспечение ввода/вывода через интерфейс на БИС КР580ВВ55А содержит программу начальной установки БИС (программирование режима и направления обмена), обычно располагаемую в подпрограмме инициализации, и подпрограммы ввода/вывода. Для программирования БИС в системе на БИС К1810 необходимо сформировать управляющее слово в регистре-аккамуляторе и выполнить его вывод по адресу БИС КР580ВВ55А при А1, А0 = 11 (РУС) в области ВУ объемом 256 байт. При расположении БИС в полном объеме адресного пространства ВУ 64 Кбайт перед выводом управляющего слова необходимо сформировать адрес ВУ в регистре DX.
Программирование ППИ КР580ВВ55А в системе команд МП 1810
MOV DX,PPIRCW ; Формирование адреса РУС ППИ
MOV AL,ICW ; Формирование управляющего слова
OUT DX,AL ; Вывод на ППИ
1.5.4 АЦП К1113ПВ1
Известно большое число методов аналого-цифрового преобразования, существенно отличающихся друг от друга потенциальной точностью, скоростью преобразования и сложностью аппаратной реализации. По методам преобразования АЦП подразделяются на последовательные, параллельные и последовательно–параллельные. Недостатком последовательных АЦП является низкая помехоустойчивость результатов преобразования.
БИС АЦП К1113ПВ1 выполнена по nМОП-технологии, питается от источников питания +5В и -15В и потребляет токи 10 и 18 мА соответственно. Микросхема, выбранная для проектируемого устройства, представляет собой функционально законченный 10-разрядный АЦП последовательного приближения с временем преобразования 30 мкс.
Назначение выводов БИС показано на рисунке 1.20.
Рисунок 1.20 Назначение выводов К1113ПВ1
АЦП обеспечивает преобразование как однополярного напряжения (вывод 15 соединяется с выводом 16) в диапазоне 0...9,95 В, так и биполярного напряжения в диапазоне -4,975...+4,975 В в параллельный двоичный код. В состав ИС входят ЦАП, компаратор напряжения регистр последовательного приближения (РПП), источник опорного напряжения (ИОН), генератор тактовых импульсов (ГТИ), выходной буферный регистр с тремя состояниями, схемы управления. Выходные каскады с тремя состояниями позволяют считывать результат преобразования непосредственно на шину данных микропроцессора или микроконтроллера. По уровням входных и выходных логических сигналов сопрягаются с ТТЛ схемами. В ИС выходной ток ЦАП сравнивается с током входного резистора от источника сигнала и формируется логический сигнал РПП. Стабилизация разрядных токов ЦАП осуществляется встроенным ИОН. Тактирование РПП обеспечивается импульсами встроенного ГТИ с частотой следования 300...400 кГц. Установка РПП в исходное состояние и запуск его в режим преобразования производится по внешнему сигналу "гашение и преобразование". По окончанию преобразования АЦП вырабатывает сигнал "готовность данных" и информация из РПП поступает на цифровые входы через каскады с тремя состояниями. Корпус К1113ПВ1(A-B) типа 2104.18-1, масса не более 2,5 г, 1113ПВ1(A-B) типа 238.18-1, масса не более 2,5 г.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
