2.1. Анализ технического задания

Анализ осуществляется с целью определения укрупненной структуры системы.

Микропроцессорная система должна выполнять следующие действия:

а) запуск системы в работу (инициализация МПС);

в) инициализацию интерфейсных устройств (ИУ);

г) ввод массива данных с ВНУ через ИУ в выбранную область ОЗУ МПС;

д) обработку массива данных;

е) вывод результатов обработки через ИУ на ВНУ;

для данного варианта курсового проекта предлагается последовательный ввод информации с ВУ через ИУ, и последовательный вывод результата обработки на ВУ через ИУ.

Режим обмена информации:

Необходимо реализовать работу МПС в режиме программного опроса.

Размер ОЗУ:

Вводимая информация, а также данные, являющиеся результатом обработки будут располагаться в модуле ОЗУ. Для данного варианта задания размер ОЗУ – 16 Кбайта.

Дополнительная информация:

Для управления МПС вводятся следующие сигналы ПУСК - разрешает работу МПС. СБРОС - переводит МПС и все ее модули в первоначальное состояние.

3. Внешнее проектирование.

Источником входных данных может выступать любое ВУ, поддерживающее асинхронный режим приема и передачи данных. При асинхронной работе не требуется точной согласованности частот приемника и передатчика. Для подачи тактовых импульсов на УСАПП используется интервальный таймер с частотой 2МГц. Режим работы микросхемы задают начальные установки.

4.Системное проектирование.

4.1. Формирование структуры и работы системы:

Укрупненная схема МПС состоит из следующих модулей:

ЦП – центральный процессор

ОП – оперативная память

ПЗУК – ПЗУ команд

УСАПП – универсальный синхро-асинхронный приемопередатчик

ПУ – пульт управления.

На основе укрупненной схемы строится детальная структурная схема МПС, приведенная на первом листе графической части.

Предполагается, что выполнение процедур запуска, останова осуществляется с ПУ, по сигналам «СТАРТ», «СБРОС». Предусматривается двухуровневая организация управления системой: программа на языке команд (первый уровень) проектируемой микро-ЭВМ располагается в ПЗУК. Второй уровень управления микропрограммный. Каждой команде первого уровня ставиться в соответствие отдельная микропрограмма (МП), размещаемая в фиксированной области ПЗУМК. ПЗУМК является составной частью блока микропрогораммного управления (БМУ), входящего в состав МП.

Процесс запуска и инициализации системы состоит в следующем: необходимо подать на системный генератор сигнал разрешения выдачи тактовых импульсов, синхронизирующих работу МПС. После этого начинается выполнение МП инициализации. В процессе выполнения данной микропрограммы происходит инициализация УССАПП, устанавливается СчАК, выборка команды и ее выполнение.

ЦП считывает команду из памяти (ПЗУК) и с помощью преобразователя начального адреса (ПНА), в данной МПС, ПНА представляет собой регистр, это возможно благодаря тому, что команда является адресом начальной ячейки соответствующей МП, записанной в ПЗУМК.

Текущая МК поступает в регистр микрокоманд (РМК) и управляет работой всех блоков ЦП и МПС.

ЦП состоит из:

• ОА, содержащего в своем составе арифметическо-логическое устройство (АЛУ), которое производит необходимые действия, а так же имеет внутреннюю память 16 РОНов;

• Регистра адреса (RGl и GRh) и данных (RGD);

БМУ, который состоит:

• Схемы управления адресом МК (СУАМ)

• Мультиплексора кода условий, выделяющий условие, влияющее на выбор следующей МК.

• Так же в БМУ входят ПЗУК и RGМК.

Системного контроллера (СК), который вырабатывает сигналы, необходимые для управления выдачей информации из ЦП на шину адреса и ШД, а так же сигналы управления обменом информацией с ОП и УСАПП.

Блока формирования тактовых импульсов, включающего в себя генератор и комбинационную схему формирования тактовых импульсов.

После выполнения МП управление «передается» на первый уровень и из ПЗУК выбирается следующая команда, наращивается СчАК и происходит выполнение команды.