1.3 Разработка микропроцессорного модуля
В состав микропроцессорного модуля входят микроконтроллер AT89S8252 (DD1), кварцевый резонатор (ZQ1), регистр для фиксации адреса (DD2), системный дешифратор (DD6).
В разрабатываемой МПС микроконтроллер работает с внутренней памятью программ. Для такого режима необходимо на вход /EA/Vpp микроконтроллера АТ89S8252 подать логическую “1”. Это осуществляется подключением данного входа к источнику питания.
Для генерации тактовой частоты в рассматриваемом микроконтроллере используется внутренний генератор. Для настройки и стабилизации требуемой частоты 24 МГц необходимо подключить внешний кварцевый резонатор ZQ1 на
24 МГц. Выберем резонатор ZTA – 24 МГц. Его необходимо подключить к входам XTAL2 и XTAL1 микросхемы AT89S8252. В цепь резонатора дополнительно включаются конденсаторы С1 и С2. Производителем рекомендованы следующие номиналы С1 и С2: С1=С2= 30pF ± 10pF. Выберем в качестве С1 и С2 конденсаторы X7R NPO – 20 пФ 20%.
Для сопряжения с внешними устройствами используются четыре восьмиразрядных порта ввода/вывода или 32 линии ввода/вывода. Каждую линию можно рассматривать как независимую друг от друга. Все порты кроме их прямого назначения для обмена данными с внешними устройствами могут иметь и другое функциональное назначение.
Двунаправленный
порт P0
служит для передачи информации по
8-разрядной шине данных (d0
– d7).
Через этот же порт выводится младший
байт 16-разрядного адреса (a0
– a7).
Для фиксации младшего байта адреса
используется 8-разрядный регистр адреса
КР1533ИР22 (DD2).
Запись в него производится по сигналу
мультиплексирования адреса и данных –
стробу адреса ALE.
Вход 
заземлим, т.к. микроконтроллер единственное
устройство, управляющее шиной адреса.
Порт Р2 используется для вывода старшего байта адреса (а8 – а15)
Порт P1 – многофункциональный. Его линии используются для вывода управляющих сигналов (таблица 2).
Выводы порта Р1.0..Р1.3 принимают входные сигналы х1,х2,х3,х4. Вывод Р1.4 используется как вход готовости преобразования от АЦП. Вывод порта Р1.5 используется для управления аналогоцифровым преобразователем (старт преобразования). Выводы Р1.6..Р1.7, Р3.0 используются для выдачи управляющих сигналов на программируемый таймер 580ВИ53.
Таблица 3
Назначение выводов порта Р1
|
Вывод порта |
Сигнал |
Назначение |
|
Р1.0 |
х1 |
Внешний сигнал |
|
Р1.1 |
х2 |
Внешний сигнал |
|
Р1.2 |
х3 |
Внешний сигнал |
|
Р1.3 |
х4 |
Внешний сигнал |
|
Р1.4 |
alert |
Готовность преобразования от АЦП |
|
Р1.5 |
/convst |
Старт преобразования на АЦП |
|
Р1.6 |
CE0 |
Управление таймером |
|
Р1.7 |
CE1 |
Управление таймером |
Порт
Р3
также многофункциональный. Его линии
используются для вывода управляющих
сигналов (таблица 3). На выводах Р3.6
и Р3.7
порта Р3
формируются сигналы записи 
и чтения 
соответственно.
В данной МПС эти сигналы предназначены
для считывания и записи данных в или из
периферийных блоков МПС.
По
заданию
МПС должна
принимать и обрабатывать три сигнала
прерывания INT0,
INT1,
INT2.
Микроконтроллер АТ89S8252
способен обрабатывать только два внешних
прерывания 
и 
по входам Р3.2
и Р3.3
соответственно. Причем возможна обработка
как по спаду, так и по уровню. В
разрабатываемой МПС сигнал INT2
формируется аппаратно с помощью
микросхемы логического И DD11.1,
поэтому выводы Р3.2
и Р3.3
используются для фиксации только
прерываний INT0
и INT0
соответственно. Вывод Р3.0
используется
для формирования управляющего сигнала
на таймер. Р3.4 и Р3.5 для программной
организации шины
I2C,
порт P3.1
используется для управления световой
аварийной сигнализацией.
Таблица 4
Назначение выводов порта Р3
|
Вывод порта |
Сигнал |
Назначение |
|
Р3.0 |
ce0 |
Управление таймером |
|
Р3.1 |
led |
Световая сигнализация |
|
Р3.2 |
INT0 |
Внешнее прерывание |
|
Р3.3 |
INT1 |
Внешнее прерывание |
|
Р3.4 |
SCL |
Синхронизация I2C |
|
Р3.5 |
SDA |
Данные I2C |
|
Р3.6 |
|
Сигнал записи |
|
Р3.7 |
|
Сигнал чтения |
Для
формирования сигналов выбора внешних
устройств воспользуемся дешифратором.
Выберем дешифратор КР1533ИД7 (DD6)
3 – в – 8. На информационные входы будем
подавать сигналы a15
– a13
. На вход разрешения С1 подаем логическую
1 , входы 
и 
заземлим. В результате получим 8 сигналов
выбора внешних и интерфейсных устройств.
Для
формирования сигнала выбора ОЗУ построим
комбинационно – логическую схему из
элемента КР1533ЛИ1(DD11.2)
для объединения сигналов 
.
Для ввода данных Х1 – Х4 в микроконтроллер используем порты микроконтроллера.
1.3.1 Организация шины адреса а0..а15. Шина адреса в МПС реализована на основании портов Р0 и Р2 микроконтроллера, через которые выводятся соответственно старший и младший байты адреса. Так как порт Р0 мультиплексированный, то для сохранения младшего байта адреса применяется регистр. Для адресации памяти используются 13 младших адресных линий, линии А15, А14, А13 используются для управления дешифратором и выработки сигналов выбора микросхем. Также в режиме обращения к внешним устройствам линии А0 и А1 используются для задания режима работы внешних устройств.
1.3.2 Организация шины данных d0..d7. Шина данных в МПС реализована на основании порта Р0, имеет разрядность 8 бит и используется для обмена данными между устройствами МПС.
1.3.3 Организация шины управления. Шина управления в МПС включает сигналы выборки устройств МПС, сигналы управления периферийными устройствами МПС, сигнал сброса микроконтроллера и сигнал управления аварийной сигнализацией. Сигналы шины управления указаны в таблице 4.
Таблица 5
Сигналы шины управления.
|
Номер |
Сигнал |
Назначение |
|
1 |
enAMUX |
Выбор аналогового мультиплексора |
|
2 |
/dac |
Выбор ЦАП |
|
3 |
/vi53 |
Выбор таймера |
|
6 |
/nvOE |
Сигнал выбора ОЗУ |
|
7 |
|
Сигнал чтения |
|
8 |
|
Сигнал записи |
|
9 |
|
Сигнал запуска АЦП |
|
10 |
Y1 |
Внешний управляющий сигнал |
|
11 |
Y2 |
Внешний управляющий сигнал |
|
12 |
Y3 |
Внешний управляющий сигнал |
|
13 |
Y4 |
Внешний управляющий сигнал |
|
14 |
INT1 |
Прерывание от клавиатуры |
|
15 |
CE0 |
Управление таймером |
|
16 |
CE1 |
Управление таймером |
|
17 |
CE2 |
Управление таймером |
|
18 |
LED |
Сигнал аварийной сигнализации |
