Разработка микропроцессорной системы на основе процессора MC68000
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
подтверждения захватывания шины. После получения = 0 устройство, которое требовало разрешения на захватывание шины, присылает к МП сигналы = 0, отменяет запрос на захватывание ( = 1) и переходит к управлению шиной. После завершения обмена указанное устройство присылает сигнал = 1. Затем МП переходит к выполнению прерванной команды.
Сигналы FC2…FC0. Трехразрядный код FC2…FC0 определяет тип выполняемого цикла. Соответствующие комбинации битов указанного кода используются для распределения банков данных между супервизором и пользователем, формирования сигнала подтверждения прерывания .
Поскольку выводы шины данных процессора обладают низкой нагрузочной способностью, то при большом количестве периферийных внешних устройств возможны сбои в работе процессора и возможен перегрев с последующим выходом из строя. Для исключения этой ситуации шину необходимо буферизировать (усиливать). В качестве буферных устройств можно использовать микросхемы 74F245. На рисунке 2.2 приведена схема буферизации шины данных.
Рисунок 2.2 - Схема буферизации шины данных
2.2 Блок памяти
В качестве микросхемы для ОЗУ в курсовой работе используется микросхема статического ОЗУ AMC21С512. Она представляет собой маломощное запоминающее устройство емкостью 64Кх8, выполненное по CMOS технологии и полностью совместима с уровнями ТТЛ. Принципиальное обозначение показано на рис. 2.3. Она имеет вход выборки микросхемы СЕ и вход разрешения выдачи данных ОЕ. Также имеется вход запись / чтение R/W. Работу микросхемы поясняет таблица 2.1.
Рисунок 2.3 - Банк ОЗУ на микросхеме AMC21С512
Таблица 2.1 - Таблица работы микросхемы ОЗУ AMC21С512
РежимR/WСЕОEОперация ввода / выводаНе выбранаX1XВысокоимпедансное состояниеЗапрет выходаX01Высокоимпедансное состояниеЧтение100СчитываниеЗапись00XЗапись
X - любой сигнал (0 или 1)
В качестве микросхемы для ПЗУ в курсовой работе используется микросхема AMC27C512. Она представляет собой маломощное запоминающее устройство емкостью 64Кх8 и полностью совместима с уровнями ТТЛ. Условное графическое обозначение показано на рис. 2.4. Она имеет вход выборки микросхемы CS и один вход разрешения выдачи данных ОЕ. Работу микросхемы поясняет таблица 2.2.
Рисунок 2.4 - Блок ПЗУ AMC27C512
Таблица 2.2 - Таблица работы микросхемы ПЗУ AMC27C512
РежимСЕОЕD0-D7Не выбрана1XВысокоимпедансное состояниеЗапрет выхода01Высокоимпедансное состояниеЧтение00СчитываниеПоскольку шина данных микропроцессора 16-ти разрядная, то запись длинного слова производится за два цикла шины. Выбор нужного числа разрядов осуществляется соответствующей обработкой сигналов UDS# и LDS#. Управляющий сигнал R/W подаётся на блок ОЗУ, и определяет производится запись или чтение.
2.3 Блок параллельного интерфейса / таймера
Согласно исходным данным к разработанной микропроцессорной системе необходимо подключить периферийные устройства - последовательные порты ввода-вывода (DUART) и параллельные порты ввода-вывода (PI). Для этого используются имеющиеся в микропроцессорном комплекте микросхемы сдвоенного универсального асинхронного последовательного приёмопередатчика МС68681 и параллельный интерфейс / таймер МС68230. Микросхема МС 68230 включает в себя:
3 многофункциональных восьмиразрядных порта;
многофункциональный 24-разрядный таймер с возможностью использования пяти разрядного предделителя;
устройство управления режимами работы;
логику прямого доступа к памяти;
логику управления прерываниями.
Функциональное обозначение МС68230 представлено на рис. 2.5, назначение выводов в табл. 2.3.
Таблица 2.3 - Назначение выводов микросхемы МС 68230
Наименование выводаФункциональное назначение выводаПримечаниеD7 - D0Шина данных.-DTACKПодтверждение передачи данных.-R/WЧтение / Запись.-CSВыбор микросхемы.-RESETСброс.-RS5-RS1Выбор внутреннего регистра, порта или команды-CLKТактовая частота микросхемы-H4-H1Линии квитированияМогут быть использованы как линии ввода / вывода (H1 и Н3 - только ввод) или импульсные входы запросов на обслуживание внешних прерыванийPA7 - РА0Порт А-РВ7 - РВ0Порт В-РС7 - РС0Порт СЛинии РС7 + РС2 имеют альтернативные функции.
Рисунок 2.5 - Функционально-принципиальная схема PI/T
Структура микросхемы PI/T типа МС68230 включает блоки, обеспечивающие связь с микропроцессором и блоки, обслуживающие внешние устройства. Выводы РС7-2 порта С могут программироваться для передачи сигналов таймера, прерывания, запроса прямого доступа.
Связь PI/T с микропроцессором MC68000 реализуется путём обмена данными по линиям D7-0 в цикле чтения или записи. При этом от микропроцессора поступает соответствующий сигнал R/W#, a PI/T выдаёт сигнал подтверждения готовности DTACK#. Данные считываются или записываются в один из регистров таймера, порта А, В, С или блока управления обменом. Выбор регистра определяется адресным кодом, поступающим на входы RS5-1. Все регистры, кроме CNT, СРТ, имеют 8 разрядов, поэтому адресуются как байт. Регистры таймера CNT, СРТ, имеющие 24 разряда, адресуются как три отдельные 8-ми разрядные регистры. В адресном пространстве PI/T занимает 32 байтовых ячейки, из которых 23 ячейки заняты регистрами, остальные остаются неиспользуемыми. При обращении к PI/T на входы RS5-1 поступают соответствующие разряды формируемого микропроцессором адреса. На вход CLK поступают тактовые сигналы от генератора тактовых импульсов. На вход RESET# подаётся общий для всей системы сигнал сброса.
Программирование порт