Микропроцессорные устройства

Можно использовать дешифратор, выполненный в виде ТТЛ устройства среднего уровня интеграции, предназначенного для преобразования двоичного кода в напряжение логического уровня, которое появляется в том выходном проводе, десятичный номер которого соответствует двоичному коду. Впоследствии выходной провод дешифратора подключают к входу "Выбор микросхемы" нужной микросхемы.

В качестве дешифратора будем использовать микросхему КР531ИД7. Выбор данного дешифратора обусловлен количеством выходных линий и нагрузочной способностью.

Микросхема КР531ИД7 - высокоскоростной дешифратор, преобразующий трехразрядный код в напряжение низкого логического уровня, появляющегося на одном из восьми выходов 0 7. Дешифратор имеет трехвходовый логический элемент разрешения.

Для выбора элементов памяти и выбора других периферийных микросхем необходимо использовать разные дешифраторы.

Определяем микросхемы для реализации системной шины:

- регистр защелка 74АС573 - для хранения младшего байта адреса (А0-А7) защелкивание данных происходит по сигналу ALE.

дешифратор КР531ИД7 - для обеспечения арбитража на системной шине в зависимости от адресных битов AB15, AB16.

 

3.3 Выбор памяти

 

1.Параметры ОЗУ:

Память микропроцессорных устройств подразделяется на память программ и память данных. В микроЭВМ закрытой архитектуры все ресурсы памяти находятся на кристалле и их нельзя увеличить. МикроЭВМ открытой архитектуры допускают увеличение памяти программ и данных или только данных за счет подключения внешней памяти. Имеются еще и отладочные кристаллы, которые функционируют только с внешней памятью программ (микропроцессорное включение). С целью повышения скорости выполнения программ применяются также загружаемые микроЭВМ , код программы в которые заносится во внутреннее ОЗУ при включении питания из внешних схем (чаще всего из последовательной Flash памяти).

Основными характеристиками микросхем памяти являются: информационная емкость, быстродействие, электропотребление .Исходя из этих критериев и условию технического задания, где требуется выбрать память данных емкостью 4К, я выбираю две отечественные микросхемы КР537РУ8А.

Микросхема состоит из накопителя, формирователей адреса строк и столбцов, дешифратора строк на 8 входов и 256 выходов, дешифратора столбцов на 2 входа и 8 выходов. Информационная емкость данного устройства составляет 65536 бит. Время выборки адреса составляет не более 200 нс. Напряжение питания составляет 5В. А так же наша микросхема совместима по входу и выходу с ТТЛ- и КМОП схемами, что нам и необходимо.

2.Параметры ПЗУ:

Кроме ОЗУ необходимо также выбрать постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором хранится программа в соответствии с которой работает устройство.

Существует четыре типа микросхем ПЗУ: ROM (Read Only Memory) - постоянные запоминающие устройства; PROM (Programmable ROM) - программируемые постоянные запоминающие устройства; EPROM (Erasable PROM) - перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства с ультрафиолетовым стиранием информации; EEPROM (Electrically Erasable PROM) - перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства с электронным стиранием информации, также называемые flash ROM.

Благодаря предусмотренным в моей микросхеме средствам внешнего расширения то возможен вынос за пределы кристалла и прямое увеличение размеров управляющей памятью до 4К байт.

В качестве БИС ПЗУ я взяла микросхему типа К537РФ6А, которая является перепрограммируемым постоянным запоминающие устройством с электронным стиранием информации и обладает информационной емкостью 4К.

 

3.4 Выбор кварцевого генератора

 

Для обеспечения надежности нам необходимо использовать схему сброса и синхронизации. При любом применении микроконтроллера важно быть уверенным, что он работает в допустимых окружающих условиях. Запуск микроконтроллера должен иметь место только тогда когда установилось требуемое напряжение питания. Сброс осуществляется подачей высокого уровня напряжения на вход "RST".

Для того чтобы сброс микросхемы произошел, длительность сигнала на входе RST должна быть не менее 2 машинных циклов. При поступлении внешнего сигнала сброса на вход RST микроконтроллер формирует сигнал сброса.

С помощью кварцевого генератора мы задаем тактовую частоту микроконтроллера. Для нашего микропроцессора она составляет 6МГц.

Кварцевый генератор подключается к входам BQ1 и BQ2.

 

Рисунок 3.1. Схема подключения кварцевого резонатора

 

Широкий диапазон возможных рабочих частот позволяет разработчику лучше настроить микроконтроллер на выполнение конкретных заданных функций.

 

 

3.5 Выбор сторожевого таймера

 

Часто электрические помехи, производимые окружающим оборудованием, вызывают обращение микроконтроллера по неправильному адресу, после чего его поведение становится непредсказуемым. Чтобы отслеживать такие ситуации в состав микроконтроллера часто включают сторожевые таймеры. Это устройство вызывает сброс микроконтроллера, если его содержимое не будет обновлено в течение определенного промежутка времени. Если изменение содержимого программного счетчика не соответствует заданной программе, то команда модификации сторожевого таймера не будет выполнена. В этом случае сторожевой таймер производит сброс микроконтроллера, устанавливая его в исходное состояние.

Микросхема сторожевого таймера(Wathdog) выбрана из серии ADM691

Wathdog - охранный таймер, предназначенный для предоставления большего времени для срабатывания. Данная микросхема ADM691 включает в себя еще и супервизор. Супервизор - микросхема, обеспечивающее наблюдение за напряжением питания, поступающего в микропроцессор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Согласно проведенной работе, получено оптимальное решение организации микропроцессорной системы сбора и обработки данных. Вследствие чего, возможно использование разработанной электрической функциональной схемы в соответствующих устройствах.

В техническом приложении приведен обзор литературы, в которой содержится информация о микропроцессорах семейства МК-49 .Учитывая данные сведения, выбор марки микропроцессора обоснован и эффективен.

В техническом проектировании представлены элементная база, используемая в работе, листинг программы следующих блоков: инициализации, опроса клавиатуры, основной программы. На основе полученных данных построена электрическая функциональная схема устройства.

Согласно проведенной работе, на мой взгляд, не получено оптимального решения организации микропроцессорной системы сбора и обработки данных. Так как микропроцессор выбран базовый, выбор МП с большим числом встроенных компонентов позволил бы значительно упростить систему. Также отечественные микросхемы следовало бы заменить на зарубежные аналоги, что соответствовало бы рекомендациям производителей МК. Но для учебной задачи такое решение вполне приемлемо, и использование разработанной принципиальной схемы возможно в соответствующих устройствах.

 

 

Список использованной литературы

 

1. Каган Б. М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб.Пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1991. -592 с.

2. Лисицын Б. Л. Низковольтные индикаторы: Справочник. - М.: Радио и связь, 1985.-136 с.

3. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник. В 2 т. под ред. В. А. Шахнова. - М.: радио и связь, 1988.-Т.1.-370С

4. Однокристальные МикроЭВМ. А. В. Боборыкин, Г. П. Липовецкий, Г.В. Литвинский и др. М.: МИКАП, 1994, - 400 с.

5. Федорков Б. Г., Телец В. А. Микросхемы АЦП и ЦАП: функциональные параметры и применение. - М., Энергоатомоиздат. 1990. - 320 с.

6. Пухальский Г.И. Новосельцева Т.Я. Проектирование устройств на интегральных микросхемах: Справочник._ М.: Радио и связь, 1990.

7. Сайт всей поставляемой продукции: www.icmicro.ru