|регистра |Н |В |В |В |Н |
| |Н | | | |В |
|Защелкивание и считывание из |Н |Н |«Н» |Н |Н |
|регистра |Н |Н |«В» |В |В |
|Защелкивание в регистр |В |Н |«Н» |Н |Z |
|разрыв выходов |В |Н |«В» |В |Z |
1.2.3. Шина данных микропроцессора 1821ВМ85.
Шина данных в отличие от шины адреса является двунаправленной. Значит
необходимо предусмотреть буфер, который по соответствующим сигналам
управления от МП будет пропускать данные как к МП так и от него. В качестве
двунаправленного буфера будем использовать микросхему 1533
АП6.
Микросхема 1533 АП6 содержит 8 ДНШУ с тремя состояниями выводов, два
входа разрешения ЕАВ - №1 (переключение направления каналов) и [pic] - №19
(перевод выхода канала в состояние Z).
Таблица истинности.
|[pic] |ЕАВ |Ап |Вп |
|Н |Н |А[pic]В |Вход |
|Н |В |Вход |В[pic]А |
|В |х |Z |Z |
В качестве управляющих сигналов будем использовать сигналы [pic]; EN. Если
сигнал [pic] подать на вход №1 микросхемы 1533 АП6, то при [pic]=
«0» направление передачи информации В[pic]А
[pic]= «1» направление передачи информации А[pic]В
Подача сигнала EN на вход № 19 микросхемы 1533 АП6, при котором выводы
переходят в третье Z состояние, будет рассмотрена ниже.
| |2 | |[pic]| | |
| | |АО |F | | |
| | | |[pic]| | |
| |3 | | | |18 Uп=5В |
| | |А1 | |В0 | |
| |4 | | | |17 № 20 – Uп |
| | |А2 | |В1 | |
| |5 | | | |16 № 10 - ЗЕМЛЯ |
| | |А3 | |В2 | |
| |6 | | | |15 |
| | |А4 | |В3 | |
| |7 | | | |14 |
| | |А5 | |В4 | |
| |8 | | | |13 |
| | |А6 | |В5 | |
| |9 | | | |12 |
| | |А7 | |В6 | |
| |1 | | | |11 |
| | |ЕАВ | |В7 | |
| |19 | | | | |
| | |[pic| | | |
| | |] | | | |
1.2.4. Генератор тактовых импульсов
для микропроцессора 1821 ВМ85.
Схема генератора тактовых импульсов микропроцессора 1821ВМ85
содержится в самом микропроцессоре. Достаточно подключить кварцевый
резонатор к выводам № 1 и № 2 МП. Кварцевый резонатор может иметь любую
частоту колебаний в диапазоне от 1 до 6 МГц. Эта частота делится пополам, и
соответствующие импульсы используются в МП. На рисунке 2 показана схема
подключения кварцевого резонатора, в результате чего обеспечивается
синхронизация МП 1821ВМ85.
+5 В
1МГц
Рисунок 2.
1.2.5. Установка начального состояния
микропроцессора 1821ВМ85.
После включения питания ЦП должен начинать выполнение программы
каждый раз с команды, расположенной в ячейке с определенным адресом, а не с
какой-либо произвольной ячейке. Для этого нужно выполнить начальную
установку МП. Такая начальная установка осуществляется при первом включении
МП, а также в любое время, когда потребуется вернуть МП к началу выполнения
системной программы, всегда с одной и той же определенной ячейки памяти.
Чтобы выполнить функции начальной установки МП, к входу [pic] (№ 36)
МП подключаются элементы, соединенные в соответствии со схемой, показанной
на рисунке 3.
При подаче питания конденсатор заряжается до напряжения +5 В через
R1. Когда напряжение достигает некоторого определенного значения (min 2.4
В), выполнение команды «сброс» завершится и система начнет выполнение
программы с адреса 0000. После отключения питания произойдет разрядка
конденсатора С1 и микропроцессор будет находиться в исходном состоянии до
тех пор, пока напряжение на конденсаторе С1 не достигнет требуемого
значения.
+5В
VD1 R1
C1
Рисунок 3.
1.2.6. Запоминающие устройства.
Постоянная тенденция к усложнению задач, решаемых с помощью
микропроцессорной техники, требует увеличение объёма и ускорение процесса
вычислений. Однако скорость решения любой задачи на ЭВМ ограничена временем
ограничения к памяти, т.е. к ОЗУ. В таблице сравниваются характеристики
ОЗУ, выполненной на разной элементно-технологической основе.
|Приме-няемые|Время |Информа-цион|Плотность |Энергопо- |
|элементы |выборки,мс |ная ёмкость |размещ. |требление |
| | | |информац., |при |
| | | |бит/см3 |хранении |
| | | | |информац. |
|БП VT |50[pic]300 |103[pic]105 |До 200 |Есть |
|МОП |250[pic]103 |103[pic]106 |200[pic]300 |Есть |
|структуры | | | | |
|Ферритовые |350[pic]1200|106[pic]108 |10[pic]20 |Нет |
|сердечники | | | | |
Полупроводниковые ЗУ по режиму занесения информации делятся на
оперативные и постоянные, по режиму работы – статистические и динамические,
по принципу выборки информации – на устройства с произвольной и
последовательной выборкой, по технологии изготовления – на биполярные и
униполярные.
1.2.7. Оперативные запоминающие устройства.
ОЗУ предназначены для записи, хранения и считывания двоичной
информации. Структурная схема представлена на рисунке 4.
А0[pic]Аn
[pic]/RD
DI
D0
СS
SEX
SEY
НК – накопитель; DCX, DCY – дешифраторы строк и столбцов; УЗ – устройство
записи, УС – устройство считывания, УУ – устройство управления.
Как уже отмечалось, ОЗУ можно разделить на 2 типа: статические и
динамические. В накопителях статических ОЗУ применяются триггерные элементы
памяти. В ОЗУ динамического типа запоминающим элементом служит конденсатор.
Динамические ОЗУ имеют ряд преимуществ по сравнению со статистическими ОЗУ.
Основные характеристики динамических ОЗУ:
| |I |II |III |IV |
|Наибольшая |4К |16К |64К |256К |
|ёмкость, | | | | |
|бит/кристалл | | | | |
|Время выборки |200[pic]|200[pic]30|100[pic]200 |150[pic]200 |
|считывания, мс |400 |0 | | |
|Рпотр, мВт/бит |0,1[pic]|0,04[pic]0|4 10-3[pic]5|3 10-3[pic]4|
| |0,2 |,05 |10-3 |10-3 |
Преимуществом статистических ОЗУ перед динамическими является отсутствие
схемы регенерации информации, что значительно упрощает статические ЗУ, как
правило, имеют один номинал питающего напряжения.
Типовые характеристики СЗУ:
| |ЭСЛ |ТТЛ |ТТЛШ |U2Л |пМОП |кМОП |
|Ёмкость, |256[pic|256[pic|1К[pic]|4К[pic]|4К[pic]|4К[pic]|
|бит/кристалл |] 16К |] 64К |4К |8К |16К |16К |
|Время выборки |10[pic]|50[pic]|50[pic]|150 |45[pic]|150[pic|
|считывания, мс |35 |100 |60 | |100 |] 300 |
|Рпотр , мВт/бит|2[pic]0|15[pic]|0,5[pic|0,1[pic|0,24[pi|0,02 |
| |,06 |0,03 |] 0,3 |] 0,07 |c] 0,05| |
Наибольшим быстродействием обладают биполярные ОЗУ, построенные на
основе элементов ЭСЛ, ТТЛШ. Перспективными являются ОЗУ, построенные на
транзисторных структурах U2Л, позволяющих уменьшить площадь ЗЭ до
2000[pic]100мкм2 и снизить мощность потребления до нескольких микроватт на
бит, при tвкл=50[pic]150 мс.
Статические ОЗУ на МОП транзисторах, несмотря на среднее
быстродействие, получили широкое распространение, что объясняется
существенно большей плотностью размещения ячеек на кристалле, чем у БП ОЗУ.
Для рМОП удалось уменьшить геометрические размеры ЗЭ и снизить
напряжение питания до 15 В.
Для ОЗУ пМОП удалось ещё больше уменьшить геометрические размеры,
получить в 2,5 раза большую скорость переключения. Единое напряжение
питания +5В обеспечивает непосредственную совместимость таких ОЗУ по
логическим уровням с микросхемами ТТЛ.
Элементы ОЗУ на кМОП VT используются для построения статических ОЗУ
только при необходимости достижения min Рпотр. Также при переходе к режиму
хранения Рпотр уменьшается на порядок.
Для статических ОЗУ достигнута ёмкость 64 Кбит при организации 16
разрядов и времени выборки до 6 мс. Iпотр статических БП ОЗУ 100[pic]200
мА. Широко применяются схемы на кМОП-VT, среди которых наибольшее
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
