Тема 6.3: Тактовий генератор. Таймери. Лічильники. Внутрішня та зовнішня пам’ять. Шини адресу та даних.
*Шина ардесу, шина данных, шина управления. Предназначение шин
ША – служит для передачи адресов при обращении к памяти или устройства ввода- вывода
ШУ – предназначена для передачи управляющих сигналов.
ШД – предназначена для пересылки данных между узлами.
6.3.1. Мікросхема тактового генератору.
Генератор тактової частоти (генератор тактових імпульсів) генерує електричні імпульси заданої частоти (зазвичай прямокутної форми) для синхронізації різних процесів в цифрових пристроях — ЕОМ, електронних годинниках і таймерах, в мікропроцесорній та іншій цифровій техніці. Тактові імпульси часто використовуються як еталонна частота — рахуючи їх кількість, можна, наприклад, вимірювати часові інтервали.
В мікропроцесорній техніці один тактовий імпульс, як правило, відповідає одній базовій операції. Обробка однієї інструкції може проводитися за один або кілька тактів роботи мікропроцесора, в залежності від архітектури і типу інструкції. Частота тактових імпульсів визначає швидкість обчислень.
6.3.2. Структурна схема програмованого таймеру.
Таймерыпредназначены для формирования временных интервалов, позволяя микропроцессорной системе работать в режиме реального времени. Таймеры представляют собойцифровые счётчики, которые подсчитывают импульсы либо от высокостабильного генератора частоты, либо от внешнего источника сигнала, в этом случае таймер называют счетчиком внешних событий. К системной шине микропроцессора таймеры подключаются при помощи параллельных портов.
Как правило, в микропроцессорной системе в качестве генератора частоты выступает генератор внутренней синхронизации микроконтроллера. Частота генератора задает минимальный временной промежуток, который может определять таймер. Интервалы времени, задаваемые с помощью таймера, могут иметь строго определенные дискретные значения. Разрядность цифрового счётчика таймера определяет максимальный интервал времени, который может задать таймер.
Обычно в микропроцессорных системах используются 16-тиразрядные таймеры, для подключения такого таймера к 8-миразрядному процессору требуется два параллельных порта. Кроме того, необходим выделенный порт для управления таймером: таймер нужно включать и выключать, определять, не возникало ли переполнение таймера. Факт переполнения запоминается в дополнительном триггере, подключенном к выходу переноса счетчика таймера. Этот триггер называется флагом переполнения таймера. Бит включения и выключения таймера и флаг переполнения таймера подключают к системной шине микропроцессора через отдельный порт ввода-вывода. Структурная схема таймера в самом общем виде показана на рисунке 1. Каждый из портов ввода-вывода отображается во внутреннем адресном пространстве микропроцессора, и имеет свой отдельный адрес.
Структурная схема таймера
Більшість задач управління, які реалізуються за допомогою МК, вимагають виконання їх у реальному часі. Під цим розуміється здатність системи одержувати інформацію про стан керованого об'єкта, виконувати необхідні розрахункові процедури і видавати керуючі сигнали протягом інтервалу часу, достатнього для бажаної зміни стану об'єкта .
Покладати функції формування управління в реальному масштабі часу тільки на центральний процесор неефективно, тому що це займає ресурси, необхідні для розрахункових процедур. Тому в більшості сучасних МК використовується апаратна підтримка роботи в реальному часі з використанням таймера (таймерів).
Модулі таймерів служать для прийому інформації про час настання тих або інших подій від зовнішніх датчиків подій, а також для формування керуючих впливів у часі.
Модуль таймера 8-розрядного МК являє собою 8-ми або 16-розрядний лічильникзі схемою управління. Схемотехнікою МК звичайно передбачається можливість використання таймера в режимі лічильника зовнішніх подій, тому його часто називають таймером/лічильником. Структура типового 16-розрядного таймера/лічильника в складі МК наведена на Рис.
