28

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Костромской государственный технологический

университет

Кафедра автоматики и микропроцессорной техники

Лабораторная работа МПТ 5

Исследование структуры и работы программируемого КОНТРОЛЛЕРА ПРЕРЫВАНИЙ КР580ВН59

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

КОСТРОМА

2009

УДК 681.325.5:621.382.049.77

Лапшин В.В. Исследование структуры и работы программируемого контроллера прерываний КР580ВН59: методические указания / В.В. Лапшин, В.М. Федюкин. - 1-е изд. –Кострома: Изд-во Костромского государственного технологического университета, 2009. — 18 с.

Методические указания к лабораторной работе содержат краткие теоретические сведения, описание лабораторного стенда, порядок выполнения работы и контрольные вопросы. Предназначены для студентов вузов специальностей 220301 “Автоматизация техно­логических процессов и производств”, 230104 “Системы автоматизиро­ванного проектирования” и 230201 “Информационные системы и технологии”.

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. В.Н. Попов;

кафедра АМТ КГТУ

Рассмотрено и рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом КГТУ

© Костромской государственный технологический университет, 2009

Лабораторная работа МПТ 5

Исследование структуры и работы программируемого

КОНТРОЛЛЕРА ПРЕРЫВАНИЙ КР580ВН59

ЦЕЛЬ PАБОТЫ: изучение структуры и работы большой интегральной схемы (БИС) программируемого контроллера прерываний КР580ВН59, приобретение навыков программирования и работы с реальными БИС.

1. Теоретическая часть

Программируемый контроллер прерываний (ПКП) КР580ВН59 представляет собой устройство, реализующее до восьми запросов на прерывание микропроцессора (МП), поступающих от внешних устройств.

М икросхема позволяет сократить затраты на программные и аппаратные средства при запросах в системах с приоритетами многих уровней. Задание приоритета устанавливается программным путем и может быть изменено в процессе выполнения программ.

Количество обслуживаемых запросов может быть увеличено до 64 путем каскадного соединения контроллеров (один – ведомый, восемь ведущих).

Условное графическое обозначение микросхемы приведено на рис. 1.

Назначение выводов:

- D0-D7 – двунаправленный канал данных;

- А0 – адресный вход, необходимый для выбора регистров контроллера;

- IRQ0-IRQ7 (Interrupt request) – входы запросов на прерывания, поступающих от внешних устройств;

- CS (Chip select) – выбор микросхемы, инверсный вход выбора микросхемы;

- WR (Write) – запись, инверсный вход записи данных в микросхему;

- RD (Read) – чтение, инверсный вход чтения данных из микросхемы;

- INT (Interrupt) – выход запроса на прерывание микропроцессора;

- INTA (Interrupt acknowledgement) – инверсный вход подтверждения прерывания от микропроцессора;

- SP (Single-processor) – инверсный вход выбора ведомой микросхемы, при каскадировании на вход ведомого ПКП подается сигнал низкого уровня (общий), а на вход ведущего – высокого (+5 В);

- CAS0-CAS2 (Cascade) – входы/выходы, у ведущего контроллера являются выходами, а у ведомого – входами.

- Ucc – напряжение питания 5 В +5%;

- GND (Ground) – общий вывод.

С труктурная схема ПКП приведена на рис. 2. В схему входят: 8-разрядный буфер данных (БД), предназначенный для сопряжения с шиной данных МП; блок управления чтением/записью (БУЧЗ), позволяющий записать команды от МП в различные регистры, а также считать содержимое регистров на шину данных; регистр запросов прерываний (РЗПР), используемый для записи и хранения запросов прерывания (IRQ); схема анализа приоритетов (СА), идентифицирующая приоритеты запросов и выбирающая запрос с наивысшим приоритетом; регистр обслуживаемых прерываний (РОЗПР), сохраняющий уровни запросов прерываний, обслуживаемых ПКП; регистр маскирования прерываний (РМ), обеспечивающий запрещение одной или нескольких линий запросов прерывания; устройство управления (УУ), вырабатывающее сигнал прерывания INT и формирующее трехбайтную команду CALL для выдачи на шину данных; буферная схема каскадирования (БСК), используемая для включения в систему нескольких ПКП.

ПКП обслуживает запросы на прерывания от восьми внешних устройств следующим образом. Запросы, поступающие на входы IRQ0-IRQ7, записываются в регистр запросов прерываний. Напряжение высокого уровня на входе IRQ должно удерживаться до получения от МП первого сигнала низкого уровня INTA. Содержимое РЗПР может быть считано на шину данных.

Регистр маскирования прерываний разрешает или запрещает прохождение сигналов с выхода РЗПР на входы схемы анализа приоритетов. СА определяет наиболее приоритетный запрос. Затем устройство управления формирует сигнал прерывания INT, поступающий на МП. Если микропроцессору разрешено прерывание, он заканчивает выполнение текущей команды, сохраняет в стек адрес следующей команды и отвечает контроллеру сигналом низкого уровня INTA. После получения сигнала INTA контроллер выдает на шину данных первый байт трехбайтной команды CALL (11001101) – вызов подпрограммы обработки прерываний. МП дешифровав команду, формирует еще два сигнала INTA, по которым ПКП выдает второй и третий байты команды CALL, содержащие младший и старший байты адреса подпрограммы обработки прерываний. После выполнения подпрограммы, осуществляется возврат микропроцессора к продолжению выполнения прерванной программы.

Разряд РЗПР, соответствующий обслуживаемому запросу, при поступлении второго сигнала INTA возвращается в исходное состояние, а соответствующий разряд РОЗПР устанавливается в «1» показывая, какой из запросов обслуживается. Содержимое РОЗПР может быть считано на шину данных.

Процесс программирования микросхемы КР580ВН59 представляет собой загрузку управляющих слов инициализации (ICW) и управляющих слов приказа (OCW). Форматы слов инициализации ICW1, ICW2, ICW3 и слов приказа OCW1, OCW2, OCW3 изображены на рис. 3 и рис. 4.

КПК может настраиваться на следующие режимы обслуживания запросов:

1. режим с фиксированными приоритетами прерываний;

2. режим циклического сдвига приоритетов;

3. режим специального маскирования;

4. режим последовательного опроса.

Таблица 1

Формат младшего байта адреса

Вход	Состояние шины данных DB7-DB0
	Интервал 4 байта								Интервал 8 байт
	7	6	5	4	3	2	1	0	7	6	5	4	3	2	1	0
IRQ7	A7	A6	A5	1	1	1	0	0	A7	A6	1	1	1	0	0	0
IRQ6	A7	A6	A5	1	1	0	0	0	A7	A6	1	1	0	0	0	0
IRQ5	A7	A6	A5	1	0	1	0	0	A7	A6	1	0	1	0	0	0
IRQ4	A7	A6	A5	1	0	0	0	0	A7	A6	1	0	0	0	0	0
IRQ3	A7	A6	A5	0	1	1	0	0	A7	A6	0	1	1	0	0	0
IRQ2	A7	A6	A5	0	1	0	0	0	A7	A6	0	1	0	0	0	0
IRQ1	A7	A6	A5	0	0	1	0	0	A7	A6	0	0	1	0	0	0
IRQ0	A7	A6	A5	0	0	0	0	0	A7	A6	0	0	0	0	0	0

Т аблица 2

Варианты команды OSW2

Состояние DB7-DB0								Операция
	6	5	4	3	2	1	0
0	0	1	0	0	0	0	0	Сброс бита РОЗПР с максимальным приоритетом (переход в режим с фиксированными приоритетами прерываний)
0	1	1	0	0	L2	L1	L0	Сброс бита РОЗПР определяемого полем L2-L0 (переход в режим с фиксированными приоритетами прерываний)
1	1	0	0	0	L2	L1	L0	Режим циклического сдвига приоритетов. Назначение входу, определяемому полем L2-L0 низкого приоритета
1	0	1	0	0	0	0	0	Режим циклического сдвига приоритетов. Сброс бита РОЗПР с максимальным приоритетом и назначение ему низш. приоритета
1	1	1	0	0	L2	L1	L0	Режим циклического сдвига приоритетов. Сброс бита РОЗПР определяемого полем L2-L0 и назначение ему низш. приоритета