Проектирование микропроцессорной системы

                                                Системная магистраль

 

                                                            Рис. 11

где     УСАПП - универсальный синхро-асинхронный приемопередатчик

      ВхУ - входное устройство

      ВыхУ - выходное устройство

      БД - буфер данных

      ДА - дешифратор адреса

      Г - генератор синхросигналов

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.6.2.   Выбор элементной  базы модуля интерфейса  связи

 

      В микропроцессорном комплекте серии К580 роль УСАПП играет микросхема  К580ВВ51. БИС последовательного интерфейса КР580ВВ51 предназначена для организации обмена между МП и ВУ в последовательном формате. УСАПП может принимать данные с 8-разрядной шины данных МП и передавать их в последовательном режиме, а также получать данные от периферии и преобразовывать их в параллельную форму для передачи в МП.

      Обмен данными производится в асинхронном  режиме со скоростью передачи до 9.6 Кбит/с или в синхронном - со скоростью 56 Кбит/с. Длина передаваемых символов составляет от 5 до 8 бит. При передаче в МП символов длиной менее 8 бит неиспользуемые биты заполняются нулями. Формат символа включает также служебные биты и необязательный бит контроля по четности (нечетности).

      Режим работы УСАПП задается программно путем загрузки в него управляющих слов из МП.

      Функциональное  назначение выводов МС КР580ВВ51 приведено  в таблице 13.

                                                            Таблица 13

 

      В качестве буферов данных и управления можно взять МС К555АП6 (двунаправленный восьмиразрядный буфер) и К555АП3 (однонаправленный восьмиразрядный буфер) соответственно.

      Дешифратор  адреса выполним на МС К556РТ4. Функциональное назначение выводов МС приведено  в таблице 14.

                                                            Таблица 14

 

      Генератор синхросигналов для синхронизации  приема и передачи данных выполним по стандартной схеме на логических элементах.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.6.3.   Разработка принципиальной  схемы модуля интерфейса  связи

 

      Разработку  принципиальной схемы модуля интерфейса связи (рис. 12) начнем с заполнения карты  прошивки  ПЗУ МС К556РТ4.

      Отведем модулю интерфейса связи адреса  20h и 21h в адресном пространстве устройств ввода вывода (разряд А0 определяет работу схемы управления вводом /выводом). При выставлении на шину адреса одного из этих адресов МС ПЗУ должна выдать “лог.0” на входы -CS МС КР580ВВ51 и -ЕО МС К555АП6 (буфер данных). Микросхема также должна определять уровень сигнала -AEN. МС ПЗУ всегда находится во включенном состоянии.

      Таким образом карта прошивки ПЗУ будет  иметь вид:

 

                                                            Таблица 15

      где Х - 0 или 1.

      Генератор синхроимпульсов выполнен по стандартной  схеме на логических элементах ИЛИ-НЕ (рис. 12). Выход генератора подключен  ко входам синхронизации приема и  передачи МС К580ВВ51. При асинхронной передаче последовательные данные формируются на выходе ТхD по спаду сигнала синхронизации ТхС с периодом, задаваемым инструкцией режима и равным 1, 16 или 64 периодам сигнала синхронизации.

      Схемы включения оптронов (в приемном и  передающем устройствах) определяются их характеристиками.

      Включением  буфера шины данных управляет сигнал -CS, а направлением передачи - сигнал шины управления микропроцессорной системы -IOR. Буфер управляющих сигналов всегда находится во включенном состоянии, так как на его входы -CS подан уровень “лог. 1”.

      При организации интерфейса ИРПС выходы УСАПП  CTS, DSR, TxE, SYNDET, DTR, RTS остаются незадействованными, так как они непосредственно не участвуют в обмене данными.

      Для программирования и управления УСАПП  используется младший разряд адресной магистрали микро-ЭВМ, который подается на вход  C/-D МС К580ВВ51.

        Интерфейс работает в режиме  прерываний. На выход запроса  прерывания подключены выводы  УСАПП  RxRDY (готовность приемника) и TxRDY (готовность передатчика).

 
 
 

2.7.   Проектирование модуля  связи с объектом

 

2.7.1.  Разработка функциональной  схемы модуля связи  с объектом

 

      Согласно  заданию необходимо разработать  модуль, обеспечивающий выдачу аналогового  сигнала в виде одиночного сигнала  синусоидальной формы периодом 1 мс.

      Основным  элементом модуля связи с объектом является цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который  преобразовывает цифровые коды, поступающий с шины данных микропроцессорной системы в  аналоговый сигнал.

      Для согласования по нагрузке модуля с шиной данных необходим  регистр, который  выполняет функцию управляемого буфера.

      Модуль  связи с объектом работает в режиме прямого доступа к памяти. Для  генерации запросов ПДП, поступающих  затем в модуль контроллера ПДП, необходим генератор.

      Для управления буферной схемой , а также генератором запросов ПДП необходим дешифратор управляющих сигналов -DACK, -AEN, -IOW.

      Аналоговый  сигнал на выходе ЦАП изменяется ступенчато вследствие дискретной обработки данных в МП-системе. Это вызывает появление  гармоник в аналоговом сигнале. Для сглаживания ступенек, т.е. подавления высокочастотных гармоник, в схеме необходим фильтр низкой частоты. Частота среза фильтра определяется низкочастотной составляющей спектра выводов данных на входе ЦАП. Для усиления аналогового сигнала на выходе модуля также понадобится усилитель.

      Таким образом получаем функциональную схему  модуля (рис. 13)

 
 

      БР  ЦАП        Ф                  У

                                                                  Аналоговый

           выход

 

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

 

                                                Системная магистраль

 

                                                            Рис. 13

 
 
 
 
 
 
 

2.7.2.   Выбор элементной  базы модуля связи  с объектом

 

      Целесообразно в качестве ЦАП  использовать микросхему КР572ПА1А. МС КР572ПА1А  совместима с  микропроцессорной серией К580 и другими микропроцессорными комплектами. Микросхема принимает 8-разрядный код с шины данных микропроцессорной системы и преобразует его в аналоговое напряжение. Типовая схема включения данного ЦАП приведена в [ 6 ]. Схема содержит операционный усилитель К140УД14А и схему регулирования опорного напряжения ЦАП.

      В качестве буферного регистра шины данных можно использовать регистр К580ИР82. Данная МС представляет собой 8-разрядный  параллельный регистр, который используется в схемах фиксации, буферизации и  мультиплексирования в МПС на базе МП К580ВМ80. На выходе МС генерируются неинвертированные входные данные. Функциональное назначение выводов МС К580ИР22 приведено в таблице 16  .

 

Таблица 16