2. Розробка схеми пристрою
Для створення принципової електричної схеми мікроконтролера в курсовій роботі використовуються мікропроцесор фірми Intel i8085, інтегральні мікросхеми КР5780ВН59А, КР580ВВ55, КР58ВВ79, КР580ВВ51, мікросхеми пам’яті КР556РТ14 і К537.
Рис. 2 Узагальнена структурна схема мікроконтролера.
На рисунку 2 приведена структурна схема мікроконтролера, яка містить мікропроцесор, пристрої збереження інформації – блоки пам’яті і пристрої зв’язку системи з зовнішніми пристроями.
В основі побудови МПС систем покладено три принципи: магістральності, модульності та мікропрограмного керування.
Принцип магістральності визначає характер зв'язків між функціональними блоками МПС - усі блоки з'єднуються з єдиною системною шиною.
Принцип модульності полягає в тому, що система будується на основі обмеженої кількості типів конструктивно і функціонально завершених модулів. Кожний модуль МПС системи має вхід керування третім станом. Цей вхід називається CS (Chip Select) - вибір кристала або ОЕ (Output Enable) - дозвіл виходу.
Принципи магістральності та модульності дозволяють нарощувати керувальні й обчислювальні можливості МП через приєднання інших модулів.
Принцип мікропрограмного керування полягає у можливості здійснення елементарних операцій - мікрокоманд (зсуву, пересилання інформації, логічних операцій). Певною комбінацією мікрокоманд можна створити набір команд, який максимально відповідатиме призначенню системи, тобто створити технологічну мову. У секційних процесорах набір мікрокоманд можна змінити, використовуючи інші мікросхеми пам'яті мікрокоманд.
В системі присутня системна шина. Вона складається з таких шин, як шина керування, шина адрес і шина даних. Вони представляють з себе лінії (провідники) які сполучають між собою складові частини всієї системи. Шини мають розрядність 4, 8, 16, 32 - розрядні, тобто відповідно 4, 8, 16, 32 - провідників в лінії. Розрядність шини може залежати від продуктивності системи. Велика кількість інформації - велика шина.
Шина даних – слугує для передачі даних, які йдуть з пам'яті або портів до процесора, чи з процесора в пам'ять, тобто вона двохнапрямлена (8, 16 - розрядів).
Шина адрес використовується для вказування адрес комірок пам’яті або портів введення/виведення, її розрядність залежить в основному від необхідного розміру пам'яті (8-розрядів - 256 байт, 16-розрядів – 64 Кбайт, 20-розрядів – 1Мбайт, і т.д. ).
Шина керування передає інформацію портам або пам'яті про готовність мікропроцесора виконати пересилку даних. По шині керування передаються і сигнали які дозволяють портам або пам'яті звертатися до процесора із запитами. Розрядність цієї шини залежить в основному від типу процесора і кількості його управляючих сигналів, що використовується (не менше 5- розрядів).
З схеми видно, що ініціатором дій які повинна виконувати система - є мікропроцесор. МП виробляє сигнали управління і видає їх на системну шину. По ній вони подаються на пристрої пам'яті і порти введення/виведення, також процесором задається адреса вибраного елемента пам'яті, він подається на шину адреси і на адресні входи мікросхем пам'яті, після шини даних інформація йде в процесор або з нього.