Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсовой проект / микропроцессор Z-80.docx
Скачиваний:
95
Добавлен:
21.02.2014
Размер:
2.82 Mб
Скачать

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.Расшифровка и анализ технического задания

    1. Сравнение МП Z-80, К580ВМ80, Intel 8080

2.Разработка процессорного модуля, интерфейса и упрощенной

структурной схемы

2.1 Основные параметры ЦП Z-80

2.2 Архитектура и режимы работы МП Z-80

2.3 Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24

2.4 Системный контроллер и шинный формирователь КР580ВК28

2.5 Буферный регистр КР580ИР82

2.6 Шинный формирователь КР580ВА86

2.7 Упрощенная структурная схема микро ЭВМ

3. Разработка подсистемы памяти

3.1 Модуль ОЗУ КР537РУ8

3.2 Модуль ПЗУ К541РТ2

3.3 Подключение ПЗУ и ОЗУ к системной шине

4. Разработка подсистемы прерываний, ввода/вывода. Выбор таймера

4.1 Программируемый таймер КР580ВИ53

4.2 Архитектура БИС параллельного интерфейса КР250ВВ55

4.3 Архитектура БИС программируемого контроллера прерывания КР580ВН59

4.4 Архитектура БИС программируемого контроллера клавиатуры и индикации КР580ВВ79

4.5 Аналого – цифровой преобразователь К572ПВ3

4.6 Уточненная структурная схема микро ЭВМ

4.7 Уточненная схема МПС на основе МП Z-80

5. Разработка алгоритма работы МПС

6. Реализация телеграфного процессора на основании МП Z-80

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

ВВЕДЕНИЕ

С развитием технологии цифровых интегральных схем появилась возможность создавать сложные устройства обработки цифровой информации в виде компактных микросхем. Однако увеличение сложности реализуемого алгоритма обработки, как правило, сужает область его применения. Устранить противоречие между сложностью БИС и ее универсальностью удалось за счет программирования выполняемых микросхемой функций.

Широкую популярность микропроцессоры получили благодаря своим высоким функциональным возможностям и эксплуатационным характеристикам, придавшим средствам вычислительной техники и автоматики качественно новые свойства: появились и получили широкое распространение микрокалькуляторы, микроЭВМ, персональные ЭВМ, интеллектуальные роботы. Такие характеристики микропроцессоров как малые габариты, масса, потребляемая мощность позволили применять их в областях, в которых использование традиционных средств вычислительной техники было принципиально невозможным.

В настоящее время промышленностью освоено и серийно выпускается более пятнадцати микропроцессорных комплектов БИС различной, архитектуры. Развитие элементной базы микропроцессоров при этом идет по нескольким, взаимодополняющим направлениям, что обеспечивает возможность гибкой адаптации архитектуры систем управления требованиям конкретных применений и специфике условий их эксплуатации.

Целью данного курсового проекта является разработка микропроцессорной управляющей микроЭВМ, реализующей заданные взаимодействия с объектом управления и разработка программных средств системы, обеспечивающих выполнение заданного алгоритма управления.

1 Расшифровка и анализ технического задания

Задание на курсовой проект включает в себя набор исходных данных и ограничений для проектирования управляющей микро-ЭВМ.

Задание определяет:

- базовый микропроцессор Z-80, на основе которого требуется построить управляющую микро-ЭВМ.

- алгоритм управления определяется в задании видом функций f1 и f2, длительностями управляющих сигналов t1, t2, t3; необходимо при срабатывании аварийного датчика (INT1) сформировать на пульте аварийную сигнализацию светодиодом (2Гц).

- типы БИС, на которых должны быть реализованы блоки ПЗУ и ОЗУ: К537РУ8, К541РЕ1.

Управляющая микро-ЭВМ проектируется на базе однокристального МП и включает в себя следующие основные устройства:

- процессорный модуль;

- память, состоящую из ОЗУ и ПЗУ;

- устройства параллельного ввода/вывода для связи с ОУ;

- блок последовательного канала для связи с ЭВМ верхнего уровня;

- программируемый системный таймер;

- контроллер прерываний;

- контроллер прямого доступа к памяти;

- пульт управления.

Алгоритм управления состоит из следующих этапов:

- обработка информации от цифровых датчиков и выдача управляющего воздействия производится путем ввода значений х1, х2, х3, х4, вычисления значения булевой функции f11, х2, х3, х4) (при единичном значении f1 вырабатывается управляющий сигнал =1 длительностью t1);

- при обработке информации с аналоговых датчиков процессорный модуль принимает 8-разрядные двоичные коды NU1, NU2 с выводов АЦП и код константы К с регистра пульта управления; далее вычисляется значение функции NU=f2(NU1,NU2,K) и сравнивается с константой Q; в зависимости от результатов сравнения вырабатывается один из двух двоичных управляющих сигналов y2 или y3 длительностью t2 или t3 соответственно (если NU<Q, то выдается y2, иначе выдается y3);

- формируется управляющее воздействие Y4, для чего с АЦП вводится значение NU3, производится вычисление по формуле:

- значение Y4 в виде 8-разрядного кода выдается на вход ЦАП.

В системе необходимо предусмотреть следующие линии запроса на внешние прерывания:

INT0 – отказ источника питания;

INT1 – сигнал ха аварийного датчика ОУ;

INT2 – запрос от пульта управления;

INT3 – запрос от микро-ЭВМ верхнего уровня.

Программное обеспечение системы разрабатывается на языке Ассемблер соответствующего микропроцессора и включает следующие основные модули:

- модуль начальной инициализации системы;

- модуль управления;

- программы обслуживания прерываний, в том числе драйвер последовательного канала.

В таблице 1 приведем таблицу истинности для заданной функции f1.

Таблица 1- Таблица истинности

X1

X2

X3

X4

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

0

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

1

1

При анализе таблицы истинности можно сделать вывод, что управляющий сигнал f1 = 1 формируется в нескольких случаях единичного сигнала на входах датчиков. А именно: при единовременном поступлении единичного сигнала на входы Х4; Х3 и Х4; Х2 и Х4; Х2 и Х3, Х4; Х1; Х1 и Х4; Х1 и Х3, Х4; Х1 и Х2,Х4; Х1 и Х2,Х3,Х4.

1.1 Сравнительный анализ 8-разрядных микропроцессоров

При построении управляющей микро ЭВМ в качестве ЦП по техническому заданию используется Z-80. Проведем сравнительный анализ среди 8-ми разрядных МП Z-80, К580ВМ80, Intel 8080. Сравнительные характеристики данных МП приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристики МП Z-80, К580ВМ80, Intel 8080

Параметр

Z-80

К580ВМ80

Intel 8080

1

2

3

4

Тактовая частота, МГц

2,5

2

2

Разрядность регистров, бит

8

8

8

Разрядность ШД, бит

8

8

8

Разрядность ША, бит

16

16

16

Объём адресуемой памяти, Кбайт

64

64

64

Данные 8 – ми разрядные МП различаются лишь по тактовой частоте, а по всем остальным параметрам идентичны. В данной работе нет необходимости использовать МП меньшей тактовой частоты, поэтому Z-80 удовлетворяет требованиям курсового проекта.

2 РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОРНОГО МОДУЛЯ, ИНТЕРФЕЙСА И

УПРОЩЕННОЙ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ