- •В.М. Комаров
- •Рыбинск
- •Содержание
- •Указатель сокращений
- •Введение
- •1. Организация микропроцессорных систем
- •1.1. Типовая структура микропроцессорных систем
- •1.2. Структура и принцип действия микроЭвм
- •1.3. Организация устройств микроЭвм
- •1.3.1. Организация процессора
- •Операционный блок
- •Управляющий блок
- •1.3.2. Организация памяти
- •1.3.3. Организация интерфейса
- •Методы обмена данными
- •Синхронный обмен
- •Асинхронный обмен
- •Обмен по прерыванию
- •Обмен в режиме прямого доступа в память
- •2. Элементная база микроэвм
- •2.1. Состав элементов для построения микроЭвм
- •2.2. Однокристальные микропроцессоры к1810вм86/к1810вм88
- •2.2.1. Аппаратный интерфейс
- •2.2.2. Функциональный смысл внешних сигналов
- •2.2.3. Структура и принцип действия
- •2.2.4. Временные диаграммы функционирования
- •2.3. Генератор тактовых импульсов к1810гф84
- •2.4. Шинные буферы к1810ва86
- •2.5. Элементы памяти
- •2.5.1. Элементы постоянной памяти
- •2.5.2. Микросхемы энергонезависимой памяти фирмы Atmel
- •Общие сведения
- •Микросхемы памяти группы eeprom
- •Микросхемы памяти группы Parallel eeprom
- •Микросхемы памяти группы Flash Memory
- •2.5.3. Элементы оперативной памяти
- •2.6. Порты ввода/вывода
- •2.6.1. Порт ввода/вывода к1810ир82
- •2.6.2. Порт ввода/вывода к589ир12
- •2.6.3.Программируемый параллельный интерфейс кр580вв55а
- •Режим 0
- •Режим 1
- •Режим 2
- •3. Проектирование микропроцессорных систем
- •3.1. Представление системы как объекта проектирования
- •3.2. Основные этапы проектирования
- •3.3. Разработка архитектуры системы
- •3.4. Проектирование программных средств
- •3.4.1. Этапы жизненного цикла программы
- •3.4.2. Точная постановка задачи и формулировка требований к программе
- •Постановка задачи ввода данных в озу
- •3.4.3 Проектирование программы
- •Декомпозиция общей задачи
2. Элементная база микроэвм
Для создания микроЭВМ, составляющей основу любой МПС, необходимы элементы для построения процессора, памяти, интерфейса, а также шин, обеспечивающих связь между ними. Большая часть этих элементов выпускается в составе МПК БИС. Наибольшее развитие в настоящее время имеют МПК БИС серий КР580 и К1810, совместное использование которых обеспечивает построение любой микроЭВМ. Однако элементы памяти не входят в их состав, что требует привлечения микросхем других серий для построения ЗУ.
Основным элементом любого МПК является МП. МП серии К1810 обладают существенно большими возможностями по сравнению с МП серии КР580, что определяет целесообразность преимущественного использования МПК БИС К1810 для построения современных микроЭВМ.
2.1. Состав элементов для построения микроЭвм
В составе МПК БИС серии К1810 выпускаются следующие элементы:
К1810ВМ86 однокристальный МП с 16-битной внешней шиной данных;
К1810ВМ88 однокристальный МП с 8-битной внешней шиной данных;
К1810ВМ87 арифметический сопроцессор;
К1810ВМ89 микропроцессор ввода/вывода;
К1810ГФ84 генератор тактовых импульсов;
К1810ВГ88 системный контроллер;
К1810 ВБ89 арбитр системной шины;
К1810ВТ02 контроллер динамической памяти (16 Кбайт);
К1810ВТ03 контроллер динамической памяти (64 Кбайт);
К1810ВИ54 интервальный таймер;
К1810ВТ37 контроллер ПДП;
К1810ВН59А контроллер прерываний;
К1810ВГ72А контроллер гибкого магнитного диска;
К1810ВА86/ВА87 неинвертирующий/инвертирующий шинный буфер;
К1810ИР82/ИР83 неинвертирующий/инвертирующий регистр-защелка.
Очень часто для организации интерфейса микроЭВМ совместно с микросхемами серии К1810 используются микросхемы серии КР580. Среди них наибольшее применение находят следующие элементы:
КР580ВА86/ВА87 неинвертирующий/инвертирующий шинный буфер;
КР580ИР82/ИР83 неинвертирующий/инвертирующий регистр-защелка;
КР580ВВ51А контроллер последовательного интерфейса;
КР580ВВ55А контроллер параллельного интерфейса;
КР580ВГ75 контроллер электронно-лучевой трубки;
КР580ВВ79 контроллер клавиатуры и дисплея;
КР580ВК91А контроллер канала общего пользования;
КР580ВК92А контроллер приборного интерфейса.
Для построения запоминающих устройств чаще всего используются элементы следующих серий:
К537 статические ОЗУ;
К565 динамические ОЗУ;
К556 программируемые ПЗУ;
К573 перепрограммируемые ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием.
Все перечисленные микросхемы совместимы по напряжению питания Uсс = +5В, а также по уровням входных и выходных напряжений, которые являются стандартными ТТЛ-уровнями. Нагрузочная способность всех элементов, кроме регистров и шинных буферов, невелика и, как правило, соответствует одному ТТЛ-входу. Однако, она достаточна для их совместимости в пределах одного устройства микроЭВМ без принятия дополнительных мер. При сопряжении устройств, как правило, необходимо буферизировать шины с помощью регистров или шинных буферов, имеющих существенно большую нагрузочную способность.
Рассмотрение всех перечисленных элементов в данном пособии невозможно. Поэтому в нем будут рассмотрены лишь самые основные, наиболее часто применяемые элементы, а для изучения остальных необходимо обратиться к соответствующей технической литературе 1,2,3.