Проектирование микропроцессорного модуля автоматизированной информационной системы
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
µжим ожидания.
При нажатии клавиши на клавиатуре контроллер клавиатуры формирует запрос на прерывание, по которому процессор переходит из режима ожидания к выполнению программы ввода. Так как принтер не может самостоятельно инициировать режим вывода информации, это происходит на основе анализа нажатой оператором клавиши. То есть, за одной из клавиш закреплена функция начала печати, и по ее нажатию МП-модуль переходит в режим вывода информации. Так же некоторая клавиша инициируют начало обработки информации.
Алгоритм вывода состоит в следующем: проверяется наличие данных, готовой к выводу, и анализируется готовность принтера к приему. Если есть данные и принтер готов их принять, происходит выдача очередной порции данных на принтер, после чего процессор возвращается к прерванной программе. Как только принтер закончит обработку полученных данных, он генерирует сигнал готовности к приему данных, интерпретируемый как запрос на прерывание. По этому запросу МП-модуль вновь переходит в режим вывода. Алгоритм завершается, когда данных для вывода нет.
В режиме обработки данных отыскивается среднее, максимальное и минимальное значения среди всех введенных данных. Найденные значения выводятся на печать, для чего МП-модуль переходит в режим ввода.
2. Обоснование и описание функционирования принципиальной схемы
2.1 Выбор элементной базы
Согласно варианту задания спроектированный модуль должен иметь 16-разрядную шину адреса. Для реализации 16-разрядной шины данных подходят микропроцессоры серий К1801, К1810, К1809, К588. Среди выбранных серий микропроцессорных комплектов реализация 20-разрядной шины адреса возможна только на микропроцессорах серий К1810, К588. Для микропроцессора серии К588 наращивание шины адреса до 20 разрядов представляется весьма сложным и требует больших затрат. Следовательно, к заданному варианту наиболее подходит микропроцессор К1810ВМ86, который обладает следующими характеристиками:
тактовая частота - 5 МГц;
объем адресуемой памяти - 1 Мбайт;
разрядность адресной шины - 20;
разрядность шины данных - 16.
Рисунок 2.1 - Условное обозначение микропроцессора К1810ВМ86.
НаименованиеВвод/ВыводОписаниеAD0 - AD15выводканал адреса/данныхNMIвводнемаскируемый запрос прерыванияINTвводмаскируемый запрос прерыванияCLK вводтактовый сигналRESET вводсигнал установкаRDY вводсигнал готовностьTEST вводсигнал проверкаRDвыводсигнал чтениеMN/MX вводрежим минимального/максимального включенияBHE/SA7 выводразрешение передачи по старшей половине канала данных/сигнал состояния INTAвыводподтверждение прерыванияA19-A16/SA6-SA3 выводканал адреса/сигналы состоянияALEвыводстробирующий сигнал адресаDEN выводразрешение передачи данныхDT/R выводвыдача/прием данныхM/IO выводпамять/внешнее устройствоWRвыводзаписьHLDAвыводподтверждение захватаHLDвводзахватGND-общийU-питание +5В
Так как процессор имеет мультиплексированную шину адреса, то для запоминания текущего адреса используются буферные регистры КР580ИР82. Они предназначены для ввода/вывода информации со стробированием.
Рисунок 2.2 - Условное обозначение буферного регистра КР580ИР82.
НаименованиеВвод/выводОписаниеА0-А7ВходВходная линия данныхВ0-В7ВыходВыходная линия данныхSTBВходСтроб записиOEВходВыбор микросхемыGND-ОбщийUcc-Питание +5В
Как правило, в микропроцессорных системах шина данных МП подключается к шине данных системы через двунаправленные шинные формирователи, позволяющие осуществить доступ к системной шине лишь на определенные короткие промежутки времени. Для этой цели используются схемы КР580ВА86.
Рисунок 2.3 - Условное обозначение буферного регистра КР580ВА86.
НаименованиеВвод/выводОписаниеА0-А7Входы/выходыШина АCSВходРазрешение выхода (выбор микросхемы)GNDВходОбщийTВходНаправление передачиB0-B7Входы/выходыШина ВUcc-Напряжение питания +5В
Для реализации ОЗУ использованы микросхемы КР537РУ8. Они имеют емкость равную 32Кбайт, поэтому для получения заданного размера ОЗУ, берутся четыре штуки. Она имеет потребления в 15 mA и корпус BGA-48 TSOP-44 .
Рисунок 2.4- Условное обозначение ОЗУ КР537РУ10.
НаименованиеОписаниеA0-A10 адресные DIO0-DIO7 информационные CSвыбор микросхемыOE разрешение выдачи информацииw/r запись
В качестве ПЗУ были выбраны 3 микросхемы К573РФ4. Эти микросхемы представляют собой ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации, которая хранится длительное время при отключенном напряжении питания. Микросхема К573РФ4 имеет ёмкость 16 Кбайт с организацией 162848 бит. Выходы и входы этой микросхемы совместимы ТТЛ ИС в режиме считывания и программирования.
Рисунок 2.5- Условное обозначение ПЗУ К573РФ4.
НаименованиеОписаниеA0-A10 адресные DIO0-DIO7 информационные CSвыбор микросхемыOE разрешение выдачи информацииw/r запись
Чтобы сформировать серии синхроимпульсов CLK и PCLK, используемых в системах, построенных на микропроцессорах К1810ВМ86, а так же сформировать сигналы начальной установки RESET и готовности READY для микропроцессора, необходимо использовать генератор тактовых импульсов К1810ГФ84.
Назначение выводов:
Рисунок 2.6 - Условное обозначение генератора тактовых импульсов К1810ГФ84.
НаименованиеОписаниеX1,X2 выводы подключения резонатора F/C выбор источника частотыEFI внешняя частотаCSYNCсинхронизацияRDY1, RDY2 сигнал готовности шин 1,2AEN1, AEN2 адрес готовности шин 1,2TANK вывод подключения LC-контура READYготовностьOSC мультивибраторCLKтак