Управление  режимом работы УАПП осуществляется через специальный регистр с символическим именем SCON. Этот регистр содержит не только управляющие биты, определяющие режим работы последовательного порта, но и девятый бит принимаемых или передаваемых данных (RB8 и TB8) и биты прерывания приемопередатчика (R1 и T1). 

 

      Таблица 4.5.1

      

     Режим 3 используется в тех случаях применение К1816ВЕ31, когда требуется наличие  дополнительного 8-битного таймера или счетчика событий. Можно считать, что в режиме 3 К1816ВЕ31 имеет в своем составе 3 таймера / счетчика. В том случае, если Т/С0 используется в режиме 3, Т/С1 может быть или включен или выключен, или переведен в свой собственный режим 3, или может быть использован последовательным портом в качестве генератора частоты передачи, или, на конец, может быть использован в любом применении, не требующим прерывания.

     После определения скорости приема / передачи информации необходимо обеспечить тактовую частоту приема RxC, передачи ТхС. Выдача этих синхросигналов осуществляется с использованием каналов программируемого таймера. Исходная частота, поступающая на программируемый таймер, равна частоте разрабатываемой микропроцессорной системы. Для определения уставки, записываемой в соответствующий канал программируемого таймера, необходимо определить коэффициент пересчета исходной частоты системы в частоту приема / передачи по линии связи, а также выбрать соответствующий режим работы задействованных каналов таймера. 

     

5. Разработка  принципиальной схемы  проектируемого устройства

 

     Выбор элементной базы

     В контроллере, разрабатываемом в  данном курсовом проекте, в качестве центральной части используется однокристальная микроЭВМ КМ1816ВЕ31, выполненная на основе высокоуровневой  n-МОП технологии и взаимодействующая со средой в стандарте ТТЛ-схем с тремя состояниями выхода. Это позволяет при разработке схемы использовать ИС из микропроцессорного комплекта серии 580 быстродействующие ТТЛ серии. Как указывалось выше, в состав микроконтроллера входит программируемый таймер, асинхронный последовательный интерфейс (УАПП) и ПЗУ емкостью 1 Кб.

     Для построения проектируемого устройства была выбрана следующая элементная база:

• программируемый контроллер клавиатуры и индикации КР580ВВ79;
• статическое ОЗУ емкостью 16Кб АТ28С128;
• блок семисегментных индикаторов АЛС318;
• буферный регистр К1533ИР22;
• ПЗУ К573РУ8;

     Выбор указанных микросхем обусловлен их совместимостью по уровням, низким энергопотреблением, достаточно высоким  быстродействием и помехозащищенностью.

 

      6. Разработка программного обеспечения

 

     Для выполнения поставленных задач микропроцессорной  системе необходима программа функционирования, согласно которой микропроцессор будет  осуществлять выдачу управляющих сигналов на шину управления, адресов ячеек  памяти и устройств на шину адреса и осуществлять обмен данными  по шине данных. Т.к. в системе имеются  еще и программируемые контроллеры, то для работы с ними необходима так называемая инициализация, являющаяся загрузкой в специальные регистры управляющих слов. Причем инициализация всех контроллеров должна выполнятся до начала выполнения системой задания и один раз после включения питания (исключением является аппаратный системный сброс). Для инициализации системы в качестве управляющих слов для ИМС используются константы, хранящиеся в ПЗУ микроконтроллера.

     В системе имеются так же аппаратные прерывания, в результате которых  должны выполнятся какие-либо действия, после чего основная программа продолжает свое выполнение. Такие прерывания обслуживают подпрограммы обработки  прерываний (в системе их две: подпрограмма обработки прерываний от таймера  и подпрограмма обработки прерывания от последовательного интерфейса).

     Программу функционирования условно можно  разделить на две части: инициализацию  и рабочий цикл.

     Инициализация представляет собой запись в определенные регистры некоторых констант, определяющих режимы работы процессора и отдельных  частей системы.

     Рабочий цикл – это набор процедур и  операторов, выполняемых в бесконечном  цикле, и обеспечивающих выполнение возложенных на систему функций. Граф-схема алгоритма работы и  подпрограмм, приведенные на листе 4 графической части.

     Подпрограмма  инициализации контроллера  клавиатуры и индикации

     В разработке использован ПККИ типа КР580ВВ79. Его настройка осуществляется загрузкой управляющего слова «установка режима работы контроллера клавиатуры и индикации» в соответствующий регистр блока управления. Режим работы блока интерфейса клавиатуры: последовательный опрос матрицы клавиш с дешифрированием состояния счетчика сканирования и запрещением 2-х или более нажатых клавиш. Режим работы блока индикации: вывод символов на 8-разрядную индикацию с размещением их слева направо. 

     7 6 5 4 3 2 1 0

 

     Рисунок 6.1 – Формат управляющего слова ПККИ.

     Разряды D4 и D3 – определяют режим работы интерфейса индикации;

     Разряды D2-D0 – определяют режим работы интерфейса клавиатуры.   

     7 6 5 4 3 2 1 0

     Рисунок 6.2 – Формат управляющего слова «программный сброс» 

     Разряды D7 – D5 – адрес управляющего слова «программный сброс»;

     Разряды D4 = 0 – коды находящиеся во внутреннем ОЗУ индикации выдаются на выходы OUT; D1 = 1 – обнуление регистра состояния ОЗУ клавиатуры и на выходе IRQ – сигнал низкого уровня; D0 º D4.

     Загрузка  управляющего слова «программирование  синхронизацией» выполняется каждый раз перед функционированием ПККИ для согласования внешней синхросерии с внутренней частотой ПККИ.

 

      7 6 5 4 3 2 1 0

     Рисунок 6.3 – Формат управляющего слова «программирование синхронизацией»

     Разряды D4-D0 – коэффициент пересчета. 

     После загрузки управляющего слово «запись  в ОЗУ индикации» микропроцессор может записывать информацию в ОЗУ  индикации по адресу указанному в  разрядах D3-D0. при D4 = 1 адрес ячейки ОЗУ после каждой операции будет увеличиваться на единицу. 

     7 6 5 4 3 2 1 0

     Рисунок 6.4 – Формат управляющего слова «запись в ОЗУ индикации» 

     Разряды D7-D5 – адрес управляющего слова; D3-D0 – адрес ячейки ОЗУ индикации.

     Формат  управляющего слова «Чтение многорежимного ОЗУ клавиатуры» аналогичен формату  управляющего слова «Чтение из ОЗУ  индикации», за исключением содержимого битов D7-D5. 

     7 6 5 4 3 2 1 0

     Рисунок 6.5 – Формат регистра управляющего слова клавиатуры 

     Разряды D7-D5 – адрес управляющего слова; D4 – признак автоинкремента; D3-D0 – адрес ячейки ОЗУ клавиатуры.

     Подпрограмма  инициализации программируемого параллельного интерфейса

     Настройка ППИ осуществляется загрузкой управляющего слова в регистр управляющего слова. Настройка производится следующим образом: порт А работает в режиме ввода информации с датчиков через АЦП, а порт В работает в режиме вывода информации на ЦАП. Порт С будет управлять процессами приема и выдачи информации.

     В разработанной системе ППИ работает в 0 режиме. Функции этого режима:

1. Два 8-ми разрядных и два 4-х разрядных порта.
2. Все порты могут быть как входными, так и выходными.
3. Выходные порты защелкиваются, входные – нет.

     Формат  регистра управляющего слова ППИ  представлен на рис. 6.6. 

     7 6 5 4 3 2 1 0

     Рисунок 6.6 – Формат управляющего слова ППИ. 

     Разряды D0 = 0 – C0-C3 работают на вывод; D1 = 0 – порт В работает на вывод;

     D2 – выбор режима; D3 = 0 – C4-C7 работают на вывод; D4 = 1 – порт А работает на ввод; D5 и D6 – определяют режим работы; D7 – управляющее слово.

     Подпрограмма  инициализации последовательного  порта

     Управление  режимом работы УАПП осуществляется через специальный регистр с символическим именем SCON. 

     7 6 5 4 3 2 1 0

     Рисунок 6.7 – Формат регистра SCON.