- •Введение
- •Расшифровка и анализ задания
- •2.2 Система команд бис к1810вм86
- •2.3 Генератор тактовых импульсов
- •2.4 Буферные регистры
- •2.5 Шинные формирователи
- •2.6 Контроллер шин к1810вг88
- •2.7 Арбитр шин к1810вб89
- •2.8.2 Формирование магистралей адреса, данных и управления
- •4.3 Разработка контроллера прямого доступа к памяти
- •16К/64к – вход выбора режима. Сигнал высокого уровня на этом входе задает режим работы кдп с озу емкостью 16к слов, а сигнал низкого уровня – режим работы с озу емкостью 64к.
- •6 Организация управления мпс
- •6.1 Сопряжение с клавиатурой
- •6.2 Сопряжение с дисплеем
- •7 Построение мпс
16К/64к – вход выбора режима. Сигнал высокого уровня на этом входе задает режим работы кдп с озу емкостью 16к слов, а сигнал низкого уровня – режим работы с озу емкостью 64к.
Ucc – шина питания +5 В.
GND – общий.
КДП используется для управления модулем памяти 64К, выполненным на элементах памяти К565РУ6. На рисунке 19 показана структурная схема модуля ОЗУ емкостью 64 Кбайт для КДП в режиме 16К для нормального чтения с внешним генератором и внутренней регенерацией. Адреса ячеек ОЗУ занимают пространство с 80000 по 8FFFF. Модуль памяти включает 32 ИС К565РУ6, четыре банка по восемь ИС в каждом. Адресация к ячейкам памяти каждого банка осуществляется линиями А13-А0 шины адреса. Выбор банка осуществляется линиями А14, А15, инициализирующими один из выходов RAS3–RAS0. Инициализация КДП выполняется по базовому адресу модуля памяти, равному 1000 для старших разрядов (А19-А16) шины адреса. Инициализацию осуществляют сигналом на входе PCS, который формируется путем дешифрации этих разрядов с помощью логических элементов ИЛИ-НЕ, И-НЕ. На рисунке 21 показано распределение разрядов шины адреса при адресации к модулю памяти. Цикл регенерации КДП выполняется автономно. В случае запросов циклов памяти со стороны процессора КДП формирует соответствующие сигналы управления RAS, CAS и WE модулем ОЗУ в цикле считывания, выставляя данные на входы буфера RG и фиксируя их сигналом ХАСК. Выходные шины буфера открываются на время действия сигнала RD. В цикле записи данные из МП поступают непосредственно на входы DI элементов памяти и фиксируются сигналом WE.
Рисунок 26 – Структурная схема ОЗУ К565РУ5 с КДП К1810ВТ03
6 Организация управления мпс
В обслуживаемых МПС управления, требующих введения оперативной информации и отображения, возникает необходимость разработки аппаратурной и программной частей интерфейса МП для связи с оператором. Наибольшее распространение в настоящее время получили следующие средства ввода-вывода информации в МПС: разнообразные клавиатуры, линейные дисплеи на семисегментных светодиодных индикаторах и алфавитно-цифровые дисплеи на основе бытовых телевизоров.
При проектировании интерфейса ввода-вывода МПС прежде всего возникает необходимость решения задачи оптимального (по ряду критериев) распределения функций между аппаратурными и программными средствами интерфейса. При этом в самом общем случае необходимо исходить из того, что использование специализированных интерфейсных БИС упрощает разработку и обеспечивает высокое быстродействие системы, но сопряжено с увеличением стоимости, объема и потребляемой мощности МПС. Больший удельный вес программного обеспечения позволяет сократить число компонентов МПС и ее стоимость, но это приводит к снижению быстродействия и увеличению затрат и сроков разработки и отладки программного обеспечения. При этом еще может и несколько увеличиться число БИС ПЗУ программ МПС. В процессе проектирования МПС решение о выборе того или иного варианта реализации интерфейса системы принимается в зависимости от тиражности изделия, ограничений по стоимости, объему, потребляемой мощности и быстродействию.
6.1 Сопряжение с клавиатурой
Широкое распространение в управляющих МПС получили наиболее дешевые некодирующие клавиатуры, которые представляют собой простую матрицу (требуемой размерности) двоичных переключателей, включенных на пересечении рядов и колонок матрицы и в которых идентификация и кодирование нажатой клавиши выполняются программой. Чаще всего в простых МПС используются матрицы клавиатур размерностью 4X4 или 5X5. Первые предназначены для ввода шестнадцатеричных кодов данных и команд, а вторые, кроме того, имеют еще и девять функциональных клавиш для управления режимом МПС.
Для нашей системы выберем первый вариант клавиатуры, структурная схема которой приведена на рисунке 28.
Рисунок 27– Структурная схема некодирующей клавиатуры К580ВВ55
Здесь горизонтальные линии Рi матрицы (ряды) являются выходными, а вертикальные Кj (колонки) – входными. Один вывод каждой клавиши соединен с одной из колонок Кj, а другой — с одной из линий ряда Рi матрицы.
В таких некодирующих клавиатурах идентификация нажатой клавиши осуществляется по методу сканирования. Существо этого метода заключается в следующем: в каждый момент времени программным путем только на одной из выходных горизонтальных линий матрицы формируется сигнал логического нуля, на остальных горизонтальных линиях должен быть уровень логической единицы. Выдача сигнала 0 последовательно повторяется для каждой выходной линии. В рассматриваемом примере МПС должна последовательно сформировать четыре выходных кода: 1110, 1101, 1011, 0111. После каждой генерации кодов вертикальные линии матрицы опрашиваются МПС. Если при этом некоторая вертикальная линия Кj приобретает значение 0, то имеется возможность программным путем определить нажатую клавишу, так как сигнал на входной вертикальной линии будет иметь значение 0 только в том случае, если нажатая клавиша соединяет ее с линией Рi, на которой в данный момент времени присутствует уровень 0.
Отечественной промышленностью выпускается специализированная БИС контроллера клавиатуры К580ВК79, условное графическое обозначение которой показана на рисунке 24.
Рисунок 28– Условно-графическое обозначение БИС К580ВК79
С использованием этой БИС путем разработки соответствующего программного обеспечения можно создать клавиатуру любой требуемой размерности. Контроллер клавиатуры взаимодействует с МП в режиме прерывания, имеет аппаратурные средства подавления «дребезга» клавиатуры и внутренний четырехразрядный счетчик сканирования горизонтальных линий матрицы клавиатуры, что позволяет контроллеру при помощи внешнего дешифратора сканировать клавиатуру с размерами до 16 строк.
Кроме того, данная БИС реализует процедуры вывода информации на линейный дисплей на основе семисегментных светодиодных индикаторов с целью визуального контроля вводимой информации и отображения оперативной информации. Настройка осуществляется программным путем. Для этих целей в составе контроллера имеется схема управления отображением и внутреннее ОЗУ емкостью 16 байт.