Проектирование микропроцессорной системы

 

      Дешифратор  управляющих сигналов в виду его  простоты можно построить на логических элементах.

      Генератор запроса прерывания может быть построен по стандартной схеме на логических элементах ИЛИ-НЕ. Частота генерации  сигналов устанавливается выбором  элементов схемы (R и C).

      Если  по запросу DRQ0 ПДП передача была разрешена сигналом DACK0, то сигнал DRQ0 должен быть сброшен после этого в ноль, чтобы подготовить контроллер ПДП к следующей ПДП-передаче. Для этого используется триггер К555ТМ2. МС К555ТМ2 представляет собой двойной D-триггер, выполненный на основе двух двухступенчатых триггеров с записью информации в первую ступень и перезаписью во вторую ступень.

 
 
 
 
 

2.7.3.   Разработка принципиальной  схемы модуля связи  с объектом

 

      Принципиальная  схема (рис. 14) строится путем объединения  ЦАП, дешифратора управляющих сигналов, генератора запросов ПДП и буфера шины данных.

      Генератор запросов выдает сигналы с частотой, необходимой для преобразования и выдачи аналогового сигнала. Контроллер ПДП, получив запрос , выставляет сигналы -DACK и -AEN. Эти сигналы проходят через схему логики и открывают буфер шины данных путем подачи на его вход STB сигнала низкого уровня.. Данные с шины данных поступают в ЦАП, где преобразовываются в аналоговое напряжение.

      Опорное напряжение, поступающее на ЦАП, задается специальной схемой, которая позволяет грубо и плавно его подстраивать.

      С выхода схемы ЦАП выходит слабый сигнал. Для его усиления а также  для подавления высокочастотных  гармоник, которые возникают вследствие дискретной обработки данных, на выходе ЦАП установлен активный низкочастотный фильтр первого порядка. Частота среза фильтра определяется низкочастотной составляющей спектра выводов данных на входе ЦАП.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.8.   Проектирование модуля контроллера прямого доступа к памяти

 

2.8.1.  Разработка функциональной схемы контроллера ПДП

 

      Канал прямого доступа в память обычно используется для подключения к  МП быстродействующих УВВ. Обмен  данными через канал ПДП обеспечивает максимальную скорость ввода и вывода информации.

      Работа  канала ПДП основывается на непосредственной передаче данных между памятью и УВВ без участия МП. Такой обмен осуществляется при откладывании выполнения основной программы на время обращения УВВ к памяти. Поскольку память отключена от МП и подключена к УВВ только на время чтения из ЗУ или записи в ЗУ, можно говорить , что обмен происходит в режиме захвата цикла памяти.

      Передача  данных с помощью канала ПДП по сравнению с использованием системы  прерываний не дает потерь времени  на вход в прерывающую программу  и выход из нее, на сохранение, а затем и на восстановление ПС и регистров МП. Это достигается за счет существенного усложнения интерфейса канала ПДП, который должен выполнять следующие функции: адресацию к нужной ячейке памяти; синхронизацию работы памяти и УВВ на время обмена; назначение приоритетов, а при необходимости и очереди.

      Обычно  передача данных в режиме ПДП имеет  приоритет перед другими видами обмена.

      В структуру контроллера ПДП (рис. 15) будут входить сама МС контроллера, буферные схемы и дешифратор адреса и управляющих сигналов, с помощью которого осуществляется выбор контроллера.

 

                             Контроллер ПДП

 

                     ДАУС    БС

 

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

 

                                                Системная магистраль

 

            Рис. 15  Функциональная схема контроллера ПДП.

 

      где  ДАУС - дешифратор адреса и управляющих сигналов;

             БС - буферные схемы

 
 

2.8.2.   Выбор элементной  базы модуля контроллера  ПДП

 

      В микропроцессорном комплекте серии  К580 контроллером ПДП является МС К580ВТ57. Микросхема представляет собой четырехканальный программируемый контроллер. МС позволяет осуществить двунаправленный обмен массивами данных емкостью до 16 Кбайт между ЗУ и любым из четырех ВУ без участия МП БИС. При одновременном поступлении запросов от ВУ программируемая логика схемы позволяет выбирать наивысший по приоритету канал прямого доступа к памяти.

      Функциональное  назначение выводов МС К580ВТ57 приведено  в таблице 17.

                                                            Таблица 17

 

      Контроллер  ПДП обычно подключается к МД через буферный регистр. В качестве такого регистра можно взять восьмиразрядный регистр К555ИР22.

Функциональное  назначение выводов микросхемы приведено  в таблице 18

 
 
 
 

                                                      Таблица 18

 
 

      Дешифратор  адреса и управляющих сигналов можно  построить на базе ПЗУ К556РТ4. Функциональное назначение выводов микросхемы приведено  в таблице 19

 

                                                            Таблица 19

 

      В качестве буферов МД и МА выберем  МС К555АП6, в качестве буферов  МУ - МС К555АП3 и К555АП5. Функциональное назначение выводов МС К555АП3 и К555АП5 приведено в пункте 2.3.2

 

 

2.8.3.  Разработка принципиальной  схемы модуля контроллера  ПДП

 

      Принципиальную  схему (рис. 16) будем разрабатывать  в процессе описания работы модуля.

      Контроллер  занимает 16 адресов в адресном пространстве УВВ. Выберем адреса 00h-0Fh. При обращении к контроллеру микропроцессор выставляет  на системную магистраль  адрес и управляющие сигналы -IOR и

-IOW. Чтобы определить, обращается ли МП к модулю контроллера ПДП, в схеме необходим дешифратор адреса и управляющих сигналов. Дешифратор можно выполнить на МС ПЗУ К556РТ4. На адресные входы А₀, А₁ подаются сигналы -IOR,-IOW с МУ, на входы А₂-А₅ подается старшая тетрада адреса контроллера, на входы А₆-А₇ - сигнал AEN. Сигнал AEN также подается на входы -CS МС ПЗУ. С выходов ПЗУ D₁,D₂ выходят сигналы -WR и -RD соответственно, а с выхода D₃ - сигнал выбора МС контроллера -CS. МС ПЗУ имеет выход с открытым коллектором, поэтому выходные контакты МС следует подключить через резисторы к +5В.

        Прошивка ПЗУ, соответствующая выбранным адресам, приведена в таблице 20

                                                            Таблица 20