Створення мікропроцесорної системи обробки інформації
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?ів, а також два керуючих виводи - SТB та ОЕ. Дозвіл передачі залежить від рівня сигналу на виводі ОЕ, а напрямок передачі визначається рівнем сигналу на виводі Т.
Електричні параметри К1830ИР82.
Вхідний струм низького рівня не більше 0,2 мА
Вхідний струм високого рівня не більше 50 мкА
Вихідна напруга низького рівня не більше 0,45 В при струмі 32мА
Вихідна напруга високого рівня не меньше 2,4 В при струмі 1мА
Рис.3 - Умовне графічне позначення К1830ИР82
Для створення адресації зовнішніх пристроїв використовується дешифратор 3-8. На входи якого потрапляють молодші розряди адреси, а на виході установлюються сигнали вибору кристалу мікросхеми.
Рис.4 - Умовне графічне позначення К155ИД7
В цій мікро ЄОМ присутні пять зовнішніх пристроїв. Таким чином селектор адреси повинен бути більше ніж на пять розрядів, а також він повинен мати інверсні виходи для керування виборкою кристалів які також інверсні. Вище приведений (SN74138N) повністю задовольняє цим вимогам.
Розробка фізичних адрес зовнішніх пристроїв:
А13А14А15CSНазва пристроюФізична адреса0000RAM1 (2K) 0000H-1FFFH1001ROM1 (2K) 2000H-3FFFH0102ROM2 (2K) 4000H-5FFFH1103ROM3 (1K) 6000H-7FFFH0014ККіІ8000Н1015АЦПA000Н0116Інтервальний таймерC000Н1117Послідовний інтерфейсE000H
Рис.5 - Схема підключення процесорного блоку
2.2 Розробка блоку памяті (ОЗП і ПЗП)
Ісходні дані:
Кількість комірок зовнішнього ОЗП NОЗУ - 2К8
Вхідні струми:
при логічному 0, IIL - 1,6 мА
при логічній 1, IIH - 0,1 мА
Вхідна ємкість логічних схем навантаження, СI - 5 пФ
Монтажні ємкості усіх ланцюгів (См = 20 пФ).
Згідно завдання кількість комірок ОЗП складає NОЗУ.
Розрядність ОЗП nОЗУ повинна відповідати розрядності обробки даних ЦП.
Інформаційна ємкість СОЗУ визначається по формулі:
У якості мікросхеми ОЗП виберемо К537РУ10.
Необхідна швидкодія ОЗП визначається по тимчасовим діаграмам ЦП. Для МК ATmega128 тривалість циклу запису (зчитування) tС равно 2ТМТ, де ТМТ - тривалість машинного такту.
При частоті кварцевого резонатора fтг = 9 МГц тривалість tС дорівнює:
Тривалість циклу мікросхеми памяті tcy повинна задовольняти нерівності:
Мікросхему ОЗП виберемо К537РУ10, тому що вона ідеально підходить і не створює збитковості для даного випадку. Для цієї мікросхеми памяті ємкість 2К, а розрядність слова 8 біт:
.
Розрахуємо число ВІС ОЗП в ряду матриці:
де nБИС - розрядність обраної мікросхеми памяті.
Визначимо число розрядів стовбців матриці:
де NБИС - кількість комірок обраної мікросхеми памяті.
Загальна кількість ВІС ОЗП дорівнює:
Таким чином, кількість корпусів ОЗП дорівнює 1.
Визначимо струмове IDL и IDH і ємкістне СD навантаження для схем вводу інформації в ОЗП по формулам:
IDL = mc IIDL = 1 * 1,6 = 1,6 мА
IDH = mc IIDH = 1 * 0,1 = 0,1 мА
CD = mc CID + Cm = 1 * 5 + 20 = 25 пФ
де IIDL, IIDH - вхідні струми логічного 0 і логічної 1 по інформаційним ланцюгам обраної ВІС ОЗП.
CID - вхідна ємкість по інформаційному входу ВІС ОЗП.
Визначимо стум навантаження і ємкістне навантаження для схем вводу адреси по ланцюгам адресу ВІС ОЗП по формулам:
IAL = m IIAL = 1 * 1,6 = 1,6 мА
IAH = m IIAH = 1 * 0,1 = 0,1 мА
CA = m CIA + Cm = 1 * 5 + 20 = 25 пФ
де IIАL, IIAH - вхідні токи логічного 0 і логічної 1 по ланцюгам адресу обраної ВІС ОЗП.
CIА - вхідна ємкість по входу адресу ВІС ОЗП.
Визначимо струми навантаження ICSL, ICSH і величину ємкісного навантаження СCS по ланцюгам вибору мікросхем (CS) по формулам:
ICSL = mp IICSL = 1 * 1,6 = 1,6 мА
ICSH = mp IICSH = 1 * 0,1 = 0,1 мА
CCS = mp CICS + Cm = 1 * 5 + 20 = 25 пФ
де IICSL, IICSH - вхідні струми логічного 0 і логічної 1 по ланцюгам вибору (CS) ВІС ОЗП.
CСS - вхідна ємкість по ланцюгам вибору мікросхем (CS) ВІС ОЗП.
Значення ICSL, ICSH и CCS не повинні перевищувати максимально допустимі значення для обраних мікросхем, що забезпечують вибір ВІС ОЗП.
Рис.6 Умовно графічне позначення ОЗП К537РУ10
Найменування виводів:
A0 A10 - адресні входи.
W/R - запис/зчитування.
CS1 - chip select, чіп вибору.
CEO - виход дозволу.
D0 D7 - шина даних вводу/виводу.
ОЗП представляє собою статичний асинхронний оперативно запомятовуючий пристрій.
Режими роботи ОЗП:
CSOEWRA0. .10D0. .7РежимMXXАдресДаніЗберіганняLXLЗаписьLLHЗчитуванняLHHЗаборона виходу
Технологічні та електричні характеристики К537РУ10:
Технологія - КМОП
Організація - 2К8
Час виборки, ns - не більш 220
Напруга живлення, V - 5
Струм живлення, мА
у режимі звернення - 30
у режимі зберігання - 1-2
Вхідна напруга, V
при логічному 0 - min 0 - max 0,4
при логічній 1 - min 0,9Ucc - max 0,5
Вихідна напруга, V
при логічному 0 - min 0 - max 0,4
при логічній 1 - min 2,4 - max 0,4
Вихід - 3 с.
Діапазон робочих температур, С - - 10 - +70
Розрахуємо ПЗП:
Оскільки по завданню необхідно створити ПЗП емкість 5К8, то було прийнято рішення використати дві схеми емкістю 2К8 та одну 1К8.
Початкові дані для мікросхеми КР556РТ20 1К8:
Кількість комірок зовнішнього ПЗП NОЗУ - 1К8
Вхідні струми:
при логічному 0, IIL - 0,25 мА
при логічній 1, IIH - 0,04 мА
Вхідна ємкість логічних схем навантаження, СI - 5 пФ
Монтажні ємкості усіх ланцюгов (См = 20 пФ).
Згідно завдання кількість комірок ПЗП складає NОЗУ.
Розрядність ПЗП nОЗУ повинна відповідати розрядності обробки даних ЦП.
Інформаційна ємкість СОЗУ визначається по формулі:
&nbs