Разработка одноплатного микроконтроллера

Разработка одноплатного микроконтроллера

Министерство образования Российской Федерации

Северокавказский Государственный Технический Университет

Кафедра электроники и микроэлектроники

Курсовая работа

По дисциплине :

Выполнил: студент курса

группы УПЭ-991

Козидубов Е. Н.

Принял: Якушев В.М.

Ставрополь 2001

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

На выполнение курсовой работы по тему "Разработка одноплатного

микроконтроллера"

Микропроцессор …………………………………………… к 1810 вм 88

Заданный объем РПЗУ (кбайт) ……………………………………….. 64

Заданный объем ОЗУ (кбайт) ……………………………………….. 8

Паралельный порт ввода\вывода …………………………………… ВВ55

Включение порта ввода\вывода как ………………. внешнее устройство

Режим работы максимальный

Содержание

Введение ____________________________________________________

1. Разработка структурной схемы микроконтроллера _______________

1. Краткое описание микропроцессорной системы _________________

2. Описание структурной схемы микроконтроллера _________________

3. Предварительный выбор элементной базы _______________________

2. Разработка принципиальной схемы микроконтроллера ___________

2.1 Разработка процессорного модуля _____________________________

2.2 Организация памяти микроконтроллера ________________________

2.3 Организация параллельного порта ввода/вывода _________________

2.4 Разработка схемы дешифратора адреса памяти __________________

Заключение____________________________________________________

Список литературы _____________________________________________

вВЕДЕНИЕ

В данной работе будет рассмотрен один из вариантов построения

микроконтроллера на основе микропроцессора 8088. С целью закркпления знаний

пиобретенных на лекциях и приобретения навыков разработки микропроцессорных

систем

Разрабатываемое устройство является контроллером(блок местного

управления) он необходим для управления устройствами ввода вывода

информации, для первичной обработки информации.

Может применятся для запуска электрических двигателей, управления

выпрямительными вентелями и их группами, электромеханическими

переключателями, принимать и осушествлять первичную обработку данных от

информационных датчиков.

В обшем такой контроллер может найти применение в различных областях

науки и техники и даже в сфере развлечения, при совместном его

использовании с персональными ЭВМ и без нее тоже.

1.Разработка структурной схемы микроконтроллера

1.1Краткое описание микропроцессорной системы

На рисунке 1. Приведина структурная схема полной микропроцессорной

системы (микроконтроллер), содержащей сам микропроцессор, устроуства

хранения информации блоки памяти и устройство связи системы с внешними

участниками (УВВ-устройство ввода\вывода). Внешнее управление микро-ЭВМ

становится возможным и при помоши системного разъема (СР) но по другим

правилам в отличие от порта ввода\вывода, что расширяет возможности

контроллера, с его помощью может осуществлятся связь с шинами базовой

ЭВМ(например шины ISA,PCI, широко распространенных в настоящее время

персональных компьютеров типа IBM).Также этот разъем может быть использован

при отладке работы микропроцессорной системы в целом.

В системе присутствуют три шины (управления, адреса, данных), они

представляют из себя проводные линии(проводники) соединяющие между собой

составные части всей системы. Шины имеют разрядность (4,8-разрядная,16,32)

т.е соответственно (4,8-проводников в линии,16,32 и.т.д).Разрядность шины

может зависеть от производительности системы. Большое количество информации

большая шина.

Шина данных – служет для передачи данных идуших из памяти или УВВ к

процессору или из процессора в память т.е она двунаправленная.(8,16-

разрядов)

Шина адреса - используется для указания адреса ячеек памяти или портов

ввода\вывода, ее разрядность зависит в основном от необходимого размера

памяти (8-разрядов 256 байт, 16-раз. 64кбайт, 20-разрядов 1мбайт, и т.д )

Шина управления – передает информацию УВВ или памяти о готовности

микропроцессора выполнить пересылку данных. По управляющей шине передаются

и сигналы которые позволяют УВВ или памяти обращатся к процессору с

запросами. Разрядность этой шины зависит в основном от типа используемого

процессора и количества его управляющих (используемых) сигналов.(не менее

5 - разрядов )

Из схемы видно что инициатором действий выполняемых системой является

микропроцессор который вырабатывает сигналы управления и выдает их на шину

управления. По ней они подаются на устройства памяти и УВВ, также

процессором задается адрес выбранной ячейки памяти он подается на шину

адреса и на адресные входы микросхем памяти, по шене данных информация

идет в процессор или из него.

2. Описание структурной схемы микроконтроллера

Рассмотрим работу микроконтроллера на основе схемы электрической

структурной, показанной на рисунке 2.

Микроконтроллер состоит из следующих узлов:

. микропроцессорное ядро на основе 8088-го микропроцессора, схемы

формирования сигналов управления(контроллер системной шины в

максимальном режиме работы), внешнего тактового

генератора,регистры шины адреса и буфера шины данных;

. памяти программ ПЗУ, объемом 64 Кбайта;

. ОЗУ, объемом 8 Кбайт ;

. дешифратор адреса;

. устройства ввода\вывода (параллельный интерфейс) ;

Схема формирования сигналов управления формирует 4 инвертированных

сигнала IOWR ( внешнее устройство запись), IORD(внешнее устройство

чтение),MEMR (память чтение), MEMW (память ..).В максимальном режиме (МР)

работа процессора возможна только с системным контроллероим К1810ВГ88

(i8288) который формирует необходимые сигналы управления. Тактовый

генератор вырабатывает синхронизирующие импульсы тактовой частоты, которые

позволяют синхронизировать работу ЭВМ и остальных узлов микроконтроллера,

например системный контроллер при работе процессора в МР или других

микропроцессоров если система много-процессорная . Регистры адреса

предназначены для фиксации старшей и младшей части адреса. Буфер шины

данных выполняет усиление сигнала данных в двух правлениях

ОЗУ для временного хранения данных, основной программы

расположенной в ПЗУ.

Порт ввода/вывода представляет собой двунаправленный буфер с тремя

состояниями и предназначен для побайтного ввода, вывода или ввода/вывода

информации.

3. Предварительный выбор элементной базы

Для создания схемы электрической принципиальной микроконтроллера в

курсовом проекте используются интегральные микросхемы серий К1810, К1533,

КР573, К537, КР580. Серия К1810 представлена микросхемой 1810ВМ88(I8088).

Она представляет собой 16-битный процессор с 8-битовой шиной данных.

Микропроцессоры 8088 и 8086 имеют одинаковую архитектуру различия состоят в

изменении разрядности шины данных. Условно графическое обозначение (УГО)

приведено на рисунке 3. Процесс выполнения любой команды в МП состоит из

следующих этапов:

1.Извлечение кода команды и операндов (если это требуется) из

памяти.

2.Выполнение команды.

3.Запись результата (если это требует команда).

Как правило, эти этапы выполняются последовательно, что приводит к

временной недогрузки магистралей микро ЭВМ. В МП процес выполнения,

состоящий из техже этапов, выполняется в двух раздельных процессорных

блоках EU и BUI и может идти паралельно. В функции блока BUI входит

извлечение из памяти кода команды и их операндов, а в функции блока EU

непосредственное выполнение команд. За счет паралельной работы блоков

возрастает быстродействие МП БИС и магистрали микро ЭВМ используются более

эффективно.

Структурная схема приведина на рисунке 4. Блок выполнения команд

имеет 16-разрядный АЛУ с регистром состояний и флагом управления, а также

регистры общего назначения. Все регистры и внутренние магистрали блока 16-

разрядные. Блок не имеет связи с внешними магистралями. На АЛУ поступают

коды команд из конвейера команд расположенного в BIU. Если в результате

дешифрации кода команды в АЛУ необходимо получение одного или нескольких

операндов по внешним магистралям МП БИС , то EU запрашивает BIU на

получение и размещение необходимых данных в BIU. Несмотря на то что все

адреса с которыми оперирует EU, 16-разрядные, BIU преобразует их так, чтобы

иметь возможность адресоваться ко всему возможному адресному пространству

(1 Мбайт) микропроцессорной ссистемы.

Блок сопряжения с магистралями BIU производит все пересылки данных

и кодов для EU. Пересылка между МП БИС и памятью или внешними устройствами

осуществляется по требованию EU. В то время как EU занят выполнением

команд, блок BIU получает последующие в программе коды команд из памяти и

сохраняет их в конвеере команд. Конвеер может содержать до шести (8086) и

до четырех (8088) кодов команд и выдовать их в EU по мере необходимости без

загрузки внешних магистралей. Коды команд подаются в EU последовательно,

так как они записаны в программе. Если EU выполняет команду передачи

управления, в другое место программы, то BIU очишает конвейер команд,

получает код команды из нового адреса, передает его в BIU и начинает

заполнять конвейер заново Если EU требует обрашения к памяти или внешнему

устройству, то BIU приостанавливает процесс получения команд в конвейер и

организует необходимый цикл обмена данными.

Назначение выводов в максимальном режиме работы 1810ВМ88:

Таблица 1.

|Об |Вывод№ |Направл|Назначение |

|означение | |ение | |

|AD0-AD7 |9-16 |I\O |Шина адрес\данные двунаправленная |

|A15-A8 |2-8. 39 |O |Шана адреса 8-15 разряды |

|A19-A16 |35-38 |O |Адрес 16-19 разряды |

|RD |32 |O |Строб чтения данных из памяти или ВУ |

|READY |22 |I |Сигнал готовности ВУ или памяти к |

| | | |обмену данными. Если ВУ или память |

| | | |выдает БИС READY=0, то микропроцессор |

| | | |переходит в режим ожидания который |

| | | |будет длится до прихода READY=1 |

|INTR |18 |I |Вход маскируемого прерывания |

|TEST |29 |I |Вход програмной проверки готовности |

| | | |устройства в системе. Используется |

| | | |совместно с командой ожидания WAIT. |

| | | |Выполняя эту команду БИС проверяет |

| | | |уровень сигнала на входе «тест». Если |

| | | |TEST=0, то МП БИС переходит к |

| | | |выполнению следующей по порядку |

| | | |команды. Если TEST=1 то БИС вводит |

| | | |холостые такты Т1 и периодически с |

| | | |интервалом 5Т проверяет значение |

| | | |сигнала TEST. |

|NMI |17 |I |Вход не маскируемого прерывания |

|RESET |21 |I |Сигнал начальной установки |

|CLK |19 |I |Вход синхронизации от внешнего |

| | | |генератора. Периуд синхронизации |

| | | |200-500 нс (те f= 2-5 Мгц) |

|Vcc |40 | |Питающее напряжение +5в |

|GND | | |Земля |

|MN\MX | | |Режим работы минимальный(1)\ |

| | | |максимальный(0) |

|LOCK |29 |O |Блокировка шины. Сигнал на данном |

| | | |выходе информирует устройства системы |

| | | |о том что они не должны пытатся |

| | | |запрашивать шину |

|QS1 |24 |O |Сигнал идентефицирующий состояние |

| | | |внутренней четырех байтовой очереди |

| | | |команд микропроцессора |

|QS0 |25 |O |Сигнал идентефицирующий состояние |

| | | |внутренней четырех байтовой очереди |

| | | |команд микропроцессора |

|S1 |27 |O |Сигнал состояния микропроцессора |

|S0 |26 |O |Сигнал состояния микропроцессора |

|S2 |28 |O |Сигнал состояния микропроцессора |

|RQ/GT0 |30 |O |Две одинаковые линии для передачи |

|RQ/GT1 |31 |O |импульсных сигналов запроса \ |

| | | |подтверждения доступа к локальной |

| | | |шине(каналу) . |

|HIGH |34 |- |Всегда «1» в максимальном режиме |

Микропроцессор выпускается в 40-выводном корпусе

Сигналы микропроцессора S1 S2 S3 выдают информацию о типе цикла

шины микропроцессора . сигналы состояния подаются на контролер шины,

который дешифрирует их и формирует расширенный набор управляющих сигналов.

(см.таблицу)

|S1 |S2 |S3 |Тип цикла шины |

|0 |0 |0 |Подтверждение прерывания |

|0 |0 |1 |Чтение ВУ |

|0 |1 |0 |Запись ВУ |

|0 |1 |1 |Останов |

|1 |0 |0 |Выборка команды |

|1 |0 |1 |Чтение ЗУ |

|1 |1 |0 |Запись ЗУ |

|1 |1 |1 |Цикла шины нет |

QS0 QS1 Сигнал идентефицирующий состояние внутренней четырех

байтовой очереди команд микропроцессора , действует в течении такта

синхронизации после выполнения операции над очередью.

|QS0 |QS1 |Операции над очередью |

|0 |0 |Операции нет, в последнем такте небыло |

| | |выборки из очереди |

|0 |1 |Из очереди выбран первый байт команды |

|1 |0 |Очередь пуста в результате выполнения |

| | |команды передачи управления |

|1 |1 |Из очереди выбран следующий байт |

| | |команды |

Работа микропроцессора 8088 в максимальном режиме во многом

аналогична работе в минимальном однако изменяется значение 8 управляющих

сигналов также работа процессора невозможна без контроллера системной шины

i8288 (К1810ВГ88). Условно графическое обозначение приведено на рисунке.

Структурная схема приведена на рисунке

Назначение выводов контроллера дано в таблице

|Обозначение |Вывод |назначение |

|S0-S3 |20,19,18 |Входы сигналов состояния МП |

|CLK |2 |Вход сигналов генератора тактовых импульсов |

|AEN |6 |Сигнал управляющий выдачей командных сигналов|

| | |контроллера которая осуществляется через 115 |

| | |нс после поступления сигнала AEN |

|CEN |15 |Сигнал управления выдачей командных сигналов |

| | |управления DEN и PDEN. Действует как |

| | |определитель возможности использования |

| | |командных сигналов , формируемых контроллером|

| | |системной шины при 1 контроллер функционирует|

| | |нормально, а при 0 все командные сигналы |

| | |удерживаются в неактивном состоянии. Это |

| | |используется для для разделения адресного |

| | |пространства и устранения конфликтов между |

| | |внешними устройствами подключенными к |

| | |системной шине. |

|IOB |1 |Сигнал управления режимом работы контроллера |

| | |при 1 задается режим режим работы с шиной |

| | |ввода вывода, а при 0 с системной шиной |

|MRDC |7 |Сигнал чтения из памяти |

|MWTC |9 |Запись в память |

|AMWC |8 |Опережающий сигнал записи в память |

|IORC |13 |Ввод информации из ВУ |

|IOWC |11 |Вывод информации в ВУ |

|AIOWC |12 |Опережающий сигнал вывода информации в ВУ |

|DT/R |4 |Направление передачи шинных формирователей |

|DEN |16 |Включение шинных формирователей |

|ALE |5 |Фиксация адресного регистра |

|MGE/PDEN |17 |(При IOB=1) PDEN сигнал включения шинных |

| | |формирователей |

| | |(При IOB=0) MGE он управляет считыванием |

| | |номера ведомого кантроллера прерываний, |

| | |подлежащего обслуживанию |

Тактирование работы МП БИС (к1810ВМ88) осушествляет генератор

тактовых импульсов к1810ГФ84 (i8284) генератор включает схемы формирования

тактовых импульсов (OSK,CLK,PCLK), сигнала сброса (RESET) , и сигнала

готовности (READY). Условно графическое обозначение показано на рисунке 6.

В описываемом контроллере также применяются микросхемы серии

К1533, это ригистры шины адреса ИР22, буфер 1533АП6

[pic]

усиливает сигналы шину данных, логические простые 1533ЛЛ1 и ЛЕ1 а

также дешифратор адреса выполненый на 1533ИД7.

Ригистры шины адреса 1533ИР22 предназначены для хранения адреса

установленного микропроцессором, по управляющему сигналу ALE он появляется

каждый машинный цикл. Условнографическое обозначение приведено на рисунке

7.

Микросхема 1533АП6 восьмиканальный двунаправленный шинный

формирователь предназначен для усиления по мощности сигналов шины данных

при чтении и записи, показан на рисунке 8.

Микросхема 555ЛЛ1 - 4 логических элемента 2ИЛИ предназначена для

формирования сигналов шины управления показана на рисунке 9.

Микросхема 1533ЛЕ1 - 4 логических элемента 2ИЛИ-НЕ предназначена для

формирования сигналов шины управления и дешифратора адреса показана на

рисунке 10.

Микросхема 1533ИД7- двоичный дешифратор на восем направлений

использован для дешифрации адреса и выбора соответствующей микрасхемы

памяти. На рисунке 11 токазано условно графеческое обознечение

Адаптер параллельного интерфейса построен на ИМС КР580ВВ55А, который

обеспечивает стробированный и нестробированный ввод/вывод информации по

параллельным каналам связи, сбор данных с внешних измерительных устройств и

(или) управление исполнительными устройствами.

Микросхема КР580ВВ55А — программируемое устройство ввода/вывода

параллельной информации, применяется в качестве элемента ввода/вывода

общего назначения, сопрягающего различные типы периферийных устройств с

магистралью данных систем обработки информации. Условное графическое

обозначение микросхемы приведено на рис. 12. Назначение выводов приведено в

таблице 2.

Обмен информацией между магистралью данных систем и микросхемой

КР560ВВ55А осуществляется через 8-разрядный двунаправленный трехстабильный

канал данных (D). Для связи с периферийными устройствами используются 24

линии вводам/вывода, сгруппированные в три 8-разрядых канала ВА, ВВ, ВС,

направление передачи информации, и режимы работы которых определяются

программным способом.

Память программ хранится в постоянном запоминающем устройстве ПЗУ

выполненом на ИМС К573РФ8 представляет собой многократное программируемое

ПЗУ, выполненное по ЛИЗМОП технологии. Стирание записанной информации

производится с помощью ультрафиолетового облучения. Емкость ИМС 573РФ8

составляет 32К*8 бит. Условное графическое обозначение микросхемы приведено

на рис. 13.

Промежуточные значения вычислений хранятся в оперативном

запоминающем устройстве (ОЗУ) построенном на микросхеме К537РУ17 8К*8 бит.

Обозначение микросхемы приведено на рис. 14.

Микросхемы этой серии представляют из себя ОЗУ статического типа т.е.

каждый элемент памяти выполнен на тригерах. Микросхема выполнена на МОП

транзисторах.

В устройствах памяти на этих микросхемах для снижения потребляемой

мощьности следует предусматреть возможнось автоматического переключения на

источник с меньшим напряжением для хранения информации достаточно 2,2

вольта. Также может быть предусмотрен дополнительный источник питания для

обеспечения автономной работы блока памяти при случайном отключении

питания.

2.Разработка принципиальной схемы микроконтроллера

2.1 Разработка процессорного модуля

Микропроцессорное ядро (процессорный модуль, ПМ) самая важная часть

микроконтроллера. Для построения процессорного ядра прежде всего решают

задачу тактирования МП в 8088 это делают с помощью тактового генератора

к1810ГФ4. Кроме этого необходимо произвести демультиплексирование

магистрали адрес-данные и формирование шины управления в максимальном

режиме с помощью контроллера системной шины.

На рисунке 15 показана схема синхронизации работы процессора и

сброса. Сигналы синхронизации формируются из колебаний оснавной частоты

кварцевого резонатора ZQ1, подключенного ко входам Х1,Х2, микросхемы,

через конденсатор C1 емкостью 3…10 пф. Частота работы процессора 5мгц [pic]

частота кварцевого резонатора = 3F*fраб МП (при использовании к1810ГФ4).

Сигнал готовности формируется при наличии на входе хотябы одного из REY1

или 2. Ко входу RES подключена время задающая RC цепочка которая формирует

длительность сигнала сброса R=510 кОм,C=1 мКф (минимальная

продолжительность сигнала сброс 50мкс).

Максимальный режим работы предназначен для работы ЦП с несколькими

МП или сопроцессором для этого на вход микропроцессора MN\MX подается

значение логической (1). Организация буферизации шины показана на рисунке

16. Регистры DD 4, DD 5, DD 6, запоминают адрес установленный

микропроцессором по приходу сигнала ALE (строб адреса), на вход

«строб(STB)» каждого из регистров смотри рисунок 17 “Временные диаграммы

работы процессора”. Адрес устанавливается в первом цикле Т1 (выделено см.

рис) и сохраняется до канца цикла.

.[pic]

Буферный усилитель DD7 усиливает сигналы шины данных в двух

направлениях это нужно для обеспечения нормальной работы процессора (из за

нагрузочной способности входов МП). Буферный усилитель управляется стробом

данных (DEN) МП (контроллер системной шины DD12 в максимальном режиме

работы МП), который подается на вход OE микросхемы DD7 в каждом машинном

цикле см.(рис 18) и сигналом определяющим направление передачи данных

(DT\R) он подается на вход T.

Шина управления формируется с помощью микросхемы DD12. Блок

управления работает по таблице истиности (минимальный режим таблица 3). И

по таблице в максимальном с помошью контроллера системной шины

Таблица 3. Алгоритм работа схемы управления

|RD |WR |M\IO |MEMR |MEMWR |IO\R |IO\WR |

|1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |

|0 |1 |1 |0 |1 |1 |1 |

|1 |0 |1 |1 |0 |1 |1 |

|0 |1 |0 |1 |1 |0 |1 |

|1 |0 |0 |1 |1 |1 |0 |

Таблица декодирования сигналов управления системного контроллера.

|S1 |S2 |S3 |Сигнал |Тип цикла шины |

| | | |управления | |

|0 |0 |0 |INTA |Подтверждение прерывания |

|0 |0 |1 |IORC |Чтение ВУ |

|0 |1 |0 |IOWC,AIOWC |Запись ВУ |

|0 |1 |1 |------- |Останов |

|1 |0 |0 |MRDC |Выборка команды |

|1 |0 |1 |MRDC |Чтение ЗУ |

|1 |1 |0 |MWTC,AMWC |Запись ЗУ |

|1 |1 |1 |------- |Цикла шины нет |

2.2 Организация памяти микроконтроллера

Память микрокантроллера организована в соответствии с техническим

заданием. ПЗУ-64 кбайт ОЗУ-8 кбайт. На рисунке 19 приведена карта памяти

микрокантроллера. Схема блока памяти приведена на рисунке 20.

В блоке на микросхемах DD8 DD9 построено постоянное запоминающее устройство

а на DD10 построено ОЗУ статического типа каждая микрохема подключена к

дешифратору адреса на ПЗУ приходят сигналы чтения с шины управления. ОЗУ

управляется с помощью 3 сигналов; дешифратор адреса ,чтение и запись шины

управления.

[pic]

2.3 Организация параллельного порта ввода/вывода

[pic]

На рисунке 21 приведена схема паралельного порта ввода\вывода на

микросхеме DD11. Сигналы чтения и записи подключаются к шине управления к

выходам чтение из ВУ и запись в ВУ соответственно, сигнал сброса

подключается к линии RESET формируемой микросхемой DD1, адресные входы

подключаются соответственно к шине адреса А0,А1.

4. Разработка схемы дешифратора адреса памяти

Дешифратор адреса выполняет функции включателя и выключателя

соответствующих данному адресу микросхем памяти блока памяти схема

приведена на на рисунке 22. Дешифратор формирует 3 сигнала CS1,2,3

соответственно (ПЗУ ПЗУ ОЗУ) См.также карту памяти и таблицу двоичные и

десятичные числам таблица 4.

Таблица 4

|HEX |BIN |

| |19|18|17|16|15|14|13|12|11|10|9 |8 |7 |6 |5 |4 |3 |2 |1 |0 |

|7FFFh |0 |0 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |

|FFFFh |0 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |

|11FFFh |0 |0 |0 |1 |0 |0 |0 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |1 |

[pic]

Заключение

По полученному заданию было разработано устроуство закреплены знания

работы с микропроцессорами и получен полезный опыт разработки подобных

устройств.

Список литературы

1. Хвощ С.Т. и др. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического

управления: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1987. - 640 с.

2. Щелкунов Н.Н. Микропроцессорные средства и системы - М.: Радио и связь.

1989 г.

3. Микропроцессорный комплект К1810: Структура, программирование,

Применение. /Ю М. Казаринов и др. - М.: Высшая школа, 1990.

6. Петровский И.И. и др. Логические ИС К 1533, К 1554: Справочник / В двух

частях. - М.: ТОО "БИНОМ", 1993.

7. Лебедев О.Н. Микросхемы памяти и их применение. - М.: Радио и связь,

1990. -303 с.

-----------------------

микропроцессор

Блок памяти 1

ПЗУ

Блок памяти 2

ОЗУ

Устройство ввода\вывода информации

Шина адреса

Шина данных

Шина управления

ВУ

СР

Рисунок 1. Структурная схема микроконтроллера

ША ШД

20 8

дешифратор адреса

1533ид7

1

адрес 2

3

увв

580вв55

адрес

данные

управление

Блок памяти

ПЗУ 64 кбайт

573рф8 (2*32кб)

пзу1 шины

адрес

данные

управление

пзу2 шины

адрес

данные

управление

озу 8 кбайт

537ру17

шины

адрес

данные

управление

Микропроцессорное ядро

8088

шины

адрес

данные

управление

D0-D7

A0-A7

ST3-ST7

A16-A19

Рисунок 18. Диаграммы работы микропроцессора в циклах чтения и записи

данных из памяти.

T1 T2 T3 T4

t

D0-D7

A0-A7

ST3-ST7

A16-A19

Рисунок 17. Диаграммы работы микропроцессора в режиме установления адреса.

T1 T2 T3 T4

t

AD0-AD7

t

A16-A19

t

A15-A8

t

ALE

t

M\IO

t

CLK

Рисунок 2. Структурная схема.

11

12

13

15

16

17

18

19

10

9

8

7

6

5

4

3

25

24

21

23

2

27

22

20

26

Рисунок 14

OE

WR

CS

A0

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

A12

CS2

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

RAM

10

9

8

7

6

5

4

3

25

24

21

23

2

26

27

20

22

11

12

13

15

16

17

18

19

Рисунок 13

OE

CS

A0

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A9

A10

A11

A12

A13

A14

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

ROM

Таблица 2

Рисунок 12

14

15

16

17

13

12

11

10

18

19

20

21

22

23

24

25

4

3

2

1

40

39

38

37

34

33

32

31

30

29

28

27

9

8

5

36

35

6

PPI

RESET

WR

CS

RD

MAX

QS0

St

S0

LOCK

S2

AEN1

C

X1

X2

F/

RDY1

RDY2

RESET

CLK

READY

RESET

G

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

RG

Рисунок 2. Структурная схема микроконтроллера

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

A0

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

B0

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

C0

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

Характеристики ИМС:

Рпотр= 680 мВт:

tвыбор= 110 нс.

6

4

5

1

2

3

Рисунок 11

15

14

13

12

11

10

9

7

V3

V2

V1

[pic]

1

2

3

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

DC

3,6,8,11

1,4,9,12

2,5,10,13

Рисунок 9

1

1,4,10,13

3,6,8,11

2,5,9,12

Рисунок 10

1

18

17

16

15

14

13

12

11

2

3

4

5

6

7

8

9

1

19

Рисунок 8

OE

AD0

AD1

AD2

AD3

AD4

AD5

AD6

AD7

T

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

BD

3

4

7

8

13

14

17

18

11

1

2

5

6

9

12

15

16

19

A0

A1

RESET

Рисунок 7

OE

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

STB

Рисунок 6.

AEN2

MAX

HIGH

QS1

RQ/GT0

RQ/GT1

Рисунок. 3

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

39

38

37

36

35

25

27

26

32

29

28

19

22

21

17

18

24

23

34

33

24

31

30

1,20

40

WR

INTA

TEST

SS0

MX

IO

DEN

R

RD

CPU

i8088

AD0-AD7

t

A16-A19

t

A15-A8

t

ALE

t

QS0,QS1

t

CLK

t

RD

t

DT\R

t

AD0-AD7

t

DEN

t

DEN

t

AMWC

AIOWC

ST3-ST7

A16-A19

D0-D7

A0-A7

A16-A19

MWTC

IOWTC

t

t

ПЗУ1(32кб)

DD8

ПЗУ2(32кб)

DD9

ОЗУ (8К)

DD9

Не используется

0000h

7FFFh

FFFFh

12000h

FFFFFh

Направление из процессора в шину данных

t

t

t

RD ,DT\R- (T DD7)

WR

A16-A19

D0-D7

A0-A7

ST3-ST7

A16-A19

t

DEN-(OE DD7)

t

t

AD0-AD7

Рисунок 23. Диаграммы работы буферного усилителя DD7.

Направление из шины данных в процессор

t

t

DEN-(OE DD7)

t

DT\R- (T DD7)

t

RD

D0-D7

A0-A7

ST3-ST7

A16-A19

t

AD0-AD7

t

A16-A19

t

A15-A8

Данные на буфере DD7

Данные на буфере DD7

A0-A7

A15-A8

A16-A19

t

Адрес установлен и сохранен

DD 6

t

Адрес установлен и сохранен

DD 5

t

t

t

t

t

Адрес установлен и сохранен

DD 4

D0-D7

A0-A7

ST3-ST7

A16-A19

AD0-AD7

A16-A19

A15-A8

ALE

CLK

t

Рисунок 23. Диаграммы работы регистров DD4,DD5,DD6.

CLK

READY

RESET

NMI

INTR

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

????????????????????†††???????????†?????????????????????????????????????????

????????????????????????

MN/

INTA

HOLD

HOLDA

GDN

Vcc

AD0

AD1

AD2

AD3

AD4

AD5

AD6

AD7

A8

A9

A10

A11

A12

A13

A14

A15

A16\S3

A17\S4

A18\S5

A19\S6

ALE

DT/

M/

S0

S2

S1

AEN

DT/R

PDEN

INTA

AIOWC

IOWC

IORC

AMWTC

MWTC

MRDC

7

9

8

13

11

12

3

4

16

5

17

20

19

18

2

1

6

15

Рисунок

CLK

IOB

CEN

DEN

ALE

MCE

CB

Дешифратор состояния

Генератор командных сигналов

Устройство управления

Генератор сигналов управления

S0

S1

S2

CLK

AEN

CEN

IOB

Рисунок .Структурная схема системного контроллера

DT/R

PDEN

INTA

AIOWC

IOWC

IORC

AMWTC

MWTC

MRDC

DEN

ALE

MCE

MRDC IORC

t

ST0-ST1

t