2.2.4 Работа с внешней памятью программ и памятью данных

Режим работы ОМЭВМ с внешней памятью устанавливается путем отключения внутренней памяти заданием низкого уровня напряжения на выводе /DEMA и применяется при отладке программ и контроле процессора. Этот режим используется также, если внутренней памяти программ недостаточно. В этом случае можно совместить внутреннюю (4096 байт) и внешнюю (60 К) памяти программ общим объемом 64К (на выводе /DEMA при этом подается напряжение высокого уровня) или использовать только внешнюю память с максимальным объемом 64К (при этом вывод /DEMA подключается на корпус).

При работе с внешней памятью программ выдача младших разрядов адреса (А₇...А₀) на внешнюю память и прием кода команд из внешней памяти осуществляется через порт Р₀ (Р0₇ – Р0₀). При этом адрес фиксируется по сигналу ALE, а команды принимаются по сигналу /PME. Старшие разряды адреса А15...А8 выдаются через Р2 (Р2.7...Р2.0). При увеличении объема памяти за счет подключения внешнего ОЗУ емкостью до 256 байт обмен данными между ОЗУ и ОМЭВМ осуществляется через двунаправленный порт Р0 с помощью команд MOVXA,@R и MOVX@R,А. Для работы с внешним ОЗУ объемом свыше 256 байт (до 64 К) используются команды MOVXA,@DPTR и MOVX@DPTR,А. При этом адрес данных фиксируется по спаду сигнала ALE, а прием и выдача данных - по сигналам /RD и /WR.

В режиме проверки внутренней памяти контролируется правильность хранящихся в памяти программ информации, записанной в процессе производства микросхем для ВЕ51. Подаваемые на одноименные выводы микросхемы сигналы выполняют следующие функции:

P2.7 - при подаче напряжения низкого уровня активизирует режим обращения к внутренней памяти для считывания;

P1.0 ... Р1.7, Р2.0 ... Р2.3 - организует подачу адреса А0 - А11;

P0.0 ...Р0.7 - организуют прием данных для программирования, или выдачу данных для контроля.

2.2.5 Работа с портами

Порты Р1 - Р3 имеют идентичные характеристики. Данные, записанные в них, статически фиксируются и не изменяются до перезаписи.

В режиме работы с внешней памятью программ порт Р2 служит для выдачи сигналов старших разрядов адреса и статически фиксирует его до момента изменения. В этом режиме порт Р2 для расширения ввода-вывода не используется.

Для использования портов Р1 - Р3 в качестве входов ОМЭВМ по команде выдачи данных должна выдать напряжение высокого уровня Uoh по соответствующим линиям Р2, Р1, Р3, однако после подачи сигнала сброс порты Р1 - Р3 устанавливаются в состояние готовности приема без дополнительных усилий.

Порт Р0 - 8-ми разрядный двунаправленный порт с тремя состояниями, может использоваться в качестве статически фиксирующего выходного порта и нефиксирующего входного порта. Информация, выдаваемая портом Р0 с помощью команд выдачи, сопровождается строб - импульсом WR. При записи информации в порт Р0 с помощью команд приема вырабатывается строб-импульс RD.

Кроме операций ввода-вывода информации, предусмотрена возможность выполнения логических операций И, ИЛИ и исключающее ИЛИ непосредственно на фиксаторах портов Р0 - Р3.

В режиме работы с внешней памятью программ порт Р0 служит для выдачи младших разрядов адреса памяти программ, приема кодов команд, а также для выдачи адреса внешнего ОЗУ данных и приема-выдачи данных обмена с внешним ОЗУ, если оно используется.

При выполнении инструкции, которая разрешает чтение порта, новая информация поступает на внутреннюю магистраль ОМЭВМ во время последнего цикла инструкции. На выходе порта новые данные могут появиться до начала следующего цикла.

Имеются два способа считывания из портов: система команд ОМЭВМ позволяет считывать информацию с фиксатора порта или непосредственно с выхода в зависимости от кода инструкции.

Последовательный порт ОМЭВМ используется как для расширения ввода/вывода, так и в качестве универсального асинхронного приемо-передатчика (УАПП) с фиксированной или переменной скоростью последовательного обмена. Предусмотрена также возможность дуплексного включения.

При проектировании системы необходимо учитывать, что в состав МК51 уже включены программируемый системный таймер, порты последовательного и параллельного ввода-вывода, система прерываний.

2.3 Упрощенная структурная схема разрабатываемой микропроцессорной системы

Упрощенная структурная схема микро - ЭВМ представлена на рисунке 8.

Все модули разрабатываемой системы объединяются общей системной шиной, состоящей из шин адреса, данных и управления. Обмен данными по магистрали осуществляется в адресном пространстве, разделенном с помощью управляющих сигналов обращения к запоминающему устройству и внешним устройствам.

О

K

сновным элементом проектируемой микропроцессорной системы является блок ОМВЭВМ, представляющий собой процессорный модуль К1816ВЕ51, работа которого управляется по встроенной программе.

Память

Y₄

ПЗУ

ОЗУ

Сигналы с датчиков

Рисунок 8 – Упрощенная схема микропроцессорной системы

Хранение информации происходит в модуле памяти, состоящей и блока ПЗУ, выполненной на МС КР537РУ8, отвечающая за хранение программ и констант, и блока ОЗУ, реализованной на МС КР556РТ6, служащей для хранения входных и выходных данных, а также промежуточных результатов.

Осуществление операции преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму и обратно происходит при помощи АЦП и ЦАП, реализованные на МС К1113ПВ1 и МС К572ПА1 соответственно.

Устройства ввода для связи с ОУ обеспечивают ввод в ОМВЭВМ значений x₁, x₂, x₃, двоичных датчиков, а также 8 – разрядных двоичных кодов NU₁, NU₂, NU₃, принимаемых с выходов АЦП.

Устройства вывода на ОУ обеспечивают выдачу двоичных управляющих воздействий y₁, y₂, y₃ определенной длительности и кода управляющего напряжения Y₄ - 8 – разрядного двоичного вектора на вход ЦАП.

В качестве контроллера прямого доступа к памяти КПДП, принимающего массив данных из ПЗУ (ОЗУ) в режиме ПДП использована МС КР580ВТ57.

Устройства ввода-вывода (УВВ) обеспечивают ввод управляющих сигналов, и вывод результатов значений x₁, x₂, x₃, y₁, y₂, y_3. NU₁,Y₄ на дисплей.

Пульт управления обеспечивает ввод в систему значения 8 – разрядной двоичной константы К, ввод двоичного значения сигнала «СТОП», формирование сигнала начальной установки системы.