Проектирование микропроцессорной системы

        ДА

              БД                            БА

                                                Системная магистраль

ç===================================è

      Рис. 6.   Функциональная схема модуля памяти

где    БД - буфер магистрали данных,

      БА - буфер магистрали адреса,

      ДА - дешифратор адреса.

 

2.4.2.  Выбор элементной  базы модуля памяти 

      В проектируемой микро-ЭВМ шина данных восьмиразрядная, поэтому будем  выбирать МС такой же разрядности.

      В качестве  ПЗУ выберем МС К573РФ81А ( репрограммируемое ПЗУ с электрической  записью информации и стиранием  информации ультрафиолетовым светом на основе nМОП-структур ).

      Классификационные параметры микросхемы К573РФ81А:

• информационная емкость - 128 Кбит
• организация - 16К*8
• время выборки адреса - 350 нс
• время выборки разрешения - 150 нс
• задействованы  все адреса, кроме  А₁₄

 
 

Назначение  выводов микросхемы К573РФ81А:                                  Таблица 6

 

      Таблица истинности микросхемы К573РФ81А:                         Таблица 7

      В качестве ОЗУ выберем МС К537РУ17 (статическое  асинхронное ОЗУ на основе КМОП-структур).

      Классификационные параметры МС К537РУ17:

• Информационная емкость - 64 Кбит
• Организация - 8К*8
• Время выборки адреса - не более 200 нс
• Выход - три состояния

 

      Назначение  выводов микросхемы К537РУ17:                        Таблица 8

 

Таблица истинности микросхемы К537РУ17:                         Таблица 9

 

      Примечание: М - Любая комбинация уровней или сигналов, отличная от -CS₁=L, CS₂=H.

 

      Для выбора конкретной МС в модуле памяти потребуется дешифратор. Для этой цели выберем МС К555ИД7.

Данная  микросхема представляет собой  дешифратор 3*8 с инверсией по выходу.

        В виду малой  нагрузочной  способности системной магистрали  в схеме необходимы буферные  элементы. Выберем МС К555АП6.

      Данная  МС представляет собой двунаправленный  восьмиразрядный буфер.

 

2.4.3.  Разработка принципиальной  схемы модуля памяти

 

      В модуль памяти будут входить две МС ПЗУ, три МС ОЗУ, дешифратор, два элемента “ИЛИ”, три буфера (два на шину адреса и один на шину данных)  (рис. 7).

      Поскольку число разрядов в слове модуля и в слове ИС ЗУ совпадает, то необходимо объединить одноименные информационные входы (выходы) всех ИС ЗУ и сделать их соответствующими входами (выходами) модуля. Одноименные адресные входы всех ИС следует объединить и сделать их младшими адресными входами модуля. Оставшиеся старшие адресные входы модуля следует подать на входы дешифратора выбора ИС, число входов которого в нашем случае равно трем, а число выходов - восьми (кол-во сегментов по 8 килобайт).

      В нашем модуле памяти используются ПЗУ  емкостью 16 килобайт, поэтому 1 и 2, 3 и 4 выходы дешифратора необходимо объединить по “И” и полученные сигналы подать на входы -CS ИС ПЗУ. Выходы 5,6,7 дешифратора необходимо подать на входы -CS1  ИС ОЗУ.

      Сигналы SA14 и SA15 шины адреса можно пустить в обход буфера адреса сразу на дешифратор, так как они сильно не нагружены. Освободившиеся два разряда можно использовать   для   сигналов -MEMR и

-MEMW шины управления.

      Сигнал  -MEMR подается на входы -СЕО  ИС ОЗУ и ПЗУ, а также на вход TF буфера шины данных.

      Сигнал  -MEMW подается на входы -WR/RD ИС ОЗУ.

      Сигнал   Лог. “1” подается на входы: TF буферов шины адреса, SE1 дешифратора, U_PR МС ПЗУ, CS2 МС ПЗУ.

      Сигнал  GND (“земля”) подается на входы -EO буферов, -SE2 и -SE3 дешифратора, А₁₄ МС ПЗУ.

 

2.5.    Проектирование модуля  интерфейса пользователя

 

2.5.1. Разработка функциональной  схемы модуля интерфейса пользователя

      Согласно  варианту задания необходимо разработать  модуль интерфейса пользователя со следующими характеристиками:

количество  клавиш в клавиатуре - 32;

    количество знакомест дисплея  - 12.

      Модуль  интерфейса пользователя должен обеспечивать ввод информации с клавиатуры и вывод информации на дисплей . Выполнение этих функций   должно  взять  на  себя  программируемое интерфейсное устройство

( ПИУ  ). Микросхема должна состоять  из двух функционально автономных  частей: клавиатурной и дисплейной.

      Модуль  интерфейса пользователя занимает определенный адрес в адресном пространстве устройств  ввода-вывода. Для определения обращения  микропроцессора к модулю в схеме  необходим дешифратор адреса.

      Для согласования по нагрузке МС ПИУ с  системной шиной, клавиатурой и дисплеем потребуются соответствующие буферные схемы.

      Таким образом получаем функциональную схему (рис. 8):

                                                                   Клавиатура

                                              К   БК

 

            ПИУ       Дисплей

          БД

                                               Д

 

       БДх        ДА           БУ

                                                        Системная шина

  ç================================================è

                                                            Рис. 8

где    ПИУ - программируемое интерфейсное устройство;

      К - клавиатурная часть ПИУ;

      Д - дисплейная часть ПИУ;

      БК - буфер клавиатуры;

      БД - буфер дисплея;

      БДх - буфер шины данных;

      ДА - дешифратор адреса;

      БУ - буфер шины упраления.

2.5.2.  Выбор элементной  базы модуля интерфейса  пользователя

 

      В микропроцессорном комплекте серии  К580 программируемым интерфейсным устройством является МС К580ВВ79. Она предназначена для ввода и вывода информации в системах, выполненных на основе микропроцессоров К580ВМ80 и К1810ВМ86. Функциональное назначение выводов МС К580ВВ79 приведено в таблице 10.

      Таблица 10