Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 4. Микрокомпьютеры (1987) (1092084), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Эта шина адресов показана в схеме в виде широкой полоски. Так как младший байт адреса выдается из МП по шине данных, то для хранения этого байта требуется регистр, который обеспечивает полный 16-разрядный адрес в течение оставшейся части машинного цикла. На рнс. 2.10 этот регистр представлен интегральной схемой типа 8212. Передача адресной информации по шине данных МП 8085А производится снгналомА1.Е(Н).
С помощью шины адресов и шины данных осуществляется двусторонний обмен данными между ЗУ, портами ввода-вывода и МП. Для записи и считывания данных используются сигналы ЮК(1.) и КР(1,). С помощью сигнала 10(Н)/М(Ц можно указать, какое именно устройство связано с передачей данных. Если сигнал 10(Н)/М(1) имеет высокий уровень, то МП будет связан с портами ввода-вывода, если же сигнал 1О(Н)/М(Е) имеет низкий уровень, то разрешение связи по СЗ(Ц-входу (выбор кристалла) получит ЗУ. Информация, которая поступает в порты ввода-вывода, передается во время генерации сигнала %К(1.).
Этот сигнал появляется после фиксации входных данных. Предполагается, что в данной схеме ЗУ работает быстрее МП, потому что на входе КЕАРТ постоянно поддерживается напряжение высокого (Н) -уровня. Сигналы ТИАР(Н), КЬТп(Н) и 1НТА(1.) используются втом случае, когда МП должен реагировать на внешнее прерывание. Сигнал НО(.Р временно приостанавливает МП, если требуется использовать шины адресов, данных и управления для других целей, таких, как передачи данных между ЗУ и внешними устройствами, в которых МП не участвует (режнм РМА, Р(гес1 Метогу Ассезз — прямой доступ к памяти). В НО(.Р-режиме МП отключает шины адресов и управления.
Сигнал НЕРА(Н) указывает, что МП находится в НО(.Р-режиме, и сообщает внешним устройствам, что указанные выше шины имеют разрешение передачи данных. Схема 8-разрядного регистра типа 8212 приведена на рнс. 2.11. В дополнение к восьми Р-триггерам эта схема содержит еще некоторую дополнительную логику для управления считыванием регистров н выдачей данных. Если на стробируемом входе БТВ(Н) появляется сигнал АДЕ(Н), то триггеры считывают данные с шины данных.
В нормальном режиме данные с тристабнльных выходов буферов передаются в триггеры, ,, о. м ю ю + м ю Х) 22 ВдВВЯ о о 3 2- ц и а н и Ядрее/ доннз~е ыо(н) тт Ядр в) ш(нум(ц Аье щв (е] В2)2 ав(ц А †„ (еврее/СВ) о Сюандарюнан запоминающая озема Рв) Данное Рис. 2.10. МикроЭВМ с МП8085А (минимальная конфигурадия). В ИС8212 хранятся адресные биты (младший байт), которые через шину данимх ныводятся из МП 8085А. о и Ф ноео (н) неов(н) воо(н) Е2 Глава 2 за исключением случая, когда МП переходит в НО(.Р-режим и отключает соответствующие шины.
Таким образом, сигнал Н1РА(Н), связанный с РЗ(1),обеспечивает отключение выходов ИС 8212, когда МП находится в Н01.Р-режиме. Из примера, представленного на рис. 2.10,следует, что, кроме ИСЗУ, используемой МП, в системе имеются также периферийные схемы портов ввода-вывода, которыепозволяют существенно упростить связь с внешними устройствами, такими, как дисковые ЗУ и аппаратура для передачи данных. Число типов периферийных схем, которые используются в качестве ЗУ и портов ввода-вывода, постоянно увеличивается.
Во многих случаях в качестве таких периферийных схем применяются интерфейсные контроллеры, которые выполняют специальные функции связи между МП и внешним ЗУ и, более того, осуществляют синхронизацию между системой и внешними устройствами. После того как ЭВМ загрузила ЗУПВ данными для последующего вывода на экран видеодисплея, интерфейсный контроллер считывает эти данные и подготавливает их для отображения на экран в виде буквенно-цифровых знаков. Имеетсятакже ряд ИС, в которых несколько периферийных устройств расположены на одном кристалле. На рис. 2.12 приведена блоксхема микроЭВМ с МП 8085А, с которым связаны ИС 8156 и 8355.
ИС 8156 является комбинацией интерфейса типа ЗУПВ— порт ввода-вывода и таймера. ИС 8755 представляет собой СППЗУ с интерфейсом ввод-вывод. В СППЗУ можно хранить программу, а ЗУПВ можно использовать в качестве оперативного ЗУ. Таймер предназначен для обеспечения определенных временных интервалов без использования дополнительного программирования. В таком варианте микроЭВМ работает с более высокой эффективностью.
Схема деления частоты, на которой основан таймер, управляется синхросигналами МП и программируется с помощью МП. После отсчета требуемого числа синхросигналов счетчик с помощью прерывания сообщает, что соответствующий интервал сформирован. Кроме того, можно считывать данные, полученные в процессе счета, в МП. Специальные интерфейсные схемы рассмотрены в гл. 5. ЗУ разных типов описаны в гл. 2 т. 3 настоящего справочника. Для соединения различных частей микроЭВМ в тех применениях, где требуется не очень высокое быстродействие и расстояние между соединяемыми частями невелико (-2 м), можно применять стандартный плоский кабель, который выпускается разной ширины для шин данных, адресов и управления. Этот плоский кабель рекомендуется монтировать в разъеме нажим- ного действия, что значительно сокращает время монтажа.
эвм Вход сброса + "в (с) Х! Х2 8085Я о с, О и нг о т Адрес Яд ес/ 'с и +ОВ 88 Сброс(Н) А— 0 255 Соне о сигнал Вхо Выход таймера таймера (8 Порт А! По В Данные Статанеснае ЗУПВ, ввод-вывод,тонмер е Парса С, +ОВ +ив Порт А ППЗУ с вводом-выводов Порт В +ив Рис. 2.12. МикроЭВМ с МП 8085А, ИС 8156 и ИС 8355/8755А. о о о т о О ти СЕ(Н) 8)58 По(Е) АЕЕ(Н) !О (Н)/М ( М !О(У(Е) ВВ(М А(Е(Н) СЕ(!) (О (Н)/М ( () Сбраа(Н) ПРУ(Н) Сотросигнал ПОП(!.) А — адрес 2048 Глаза 2 Плоский кабель довольно легко разъединяется на части необходимой ширины, если это требуется по условиям применения, .а разъем крепится на конце такого кабеля с помощью за.жимов.
Системотехник имеет в своем распоряжении не только специфические периферийные схемы, предназначенные для определенных применений, но и устройства, входящие в состав таких семейств логических элементов и компонентов, как ТТЛ и КМОП. Например, к ТТЛ-семейству относятся двунаправленные буферные схемы, например 7418244, которые могут служить в качестве интерфейса между МП и кабельным соединением, защищая систему от повреждений при коротких замыканиях в кабелях.
Кроме того, буферы обеспечивают более высокую выходную мощность, чем получаемая на МП-выходах адресов, данных и управления, так что при использовании таких буферов можно применять соединительные кабели большей длины. Двунаправленные буферы увеличивают коэффициент ветвления по выходу. К ТТЛШ-семейству относятся также универсальные 8-разрядные регистры с О-триггерами, причем как «прозрачные>, так и запускаемые по фронту. Эти триггеры совместно с буферами с тристабильными выходами используются для отсоединения шин. При обсуждении практической схемы микроЭВМ мы еще вернемся к подобным ТТЛШ-схемам. Выходной регистр, загруженный одним байтом из микроЭВМ, ие может, например, активизировать какой-либо логическийэлемент.
Для управления этим элементом нужно усилить сигнал 1 или 0 до определенного уровня мощности. Как было показано в главе, посвященной интерфейсам (т. 3), для повышения мощности сигналов микроЭВМ можно использовать усилители, такие, как ()(.Х2003, на выходе которых имеется мощный транзистор. Требуемый электрический интерфейс между вычислительной системой и управляемым процессом можно также обеспечить, применяя оптические элементы связи. С выходным регистром соединен цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который преобразует числовые значения одного или нескольких байтов в аналоговые уровни напряжения.
Оптические элементы связи можно применять и для ввода данных. При этом можно передавать и аналоговый сигнал через эти элементы, преобразовать его с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в один байт, который затем считывается в микроЭВМ. Выше уже обсуждалась проблема управления игрушечной железной дорогой с помощью микроЭВМ. В этом случае железнодорожные перегоны обслуживаются с помощью битов выходного регистра. Этот регистр загружается микроЭВМ, и усилители обеспечивают определенный режим работы перегона, стрел- эвм ки и светофора. Состояние всей дороги определяется при помощи диода, на котором возникает падение напряжения в том случае, когда в соответствующей схеме управления перегоном, стрелкой или светофором протекает ток. Это падение напряжения преобразуется в Н-уровень ТТЛ-элементов (логическая 1) и считывается входным портом как один из многих битов, которые обеспечивает схема управления железной дороги.
На основе поступающих извне данных микроЭВМ решает, какую операцию необходимо выполнить, и передает соответствующий сигнал чеРез выходные порты на исполнительные устройства железной дороги. При управлении игрушечной железной дорогой с помощью микроЭВМ в самом начале, особенно если программирование освоено еще недостаточно надежно, можно использовать метод, согласно которому на основе сравнения реальных ситуаций, возникающих на железной дороге, с запрограммированными ситуациями должна производиться коррекция программы управления движением, На практикеэто сводится к тому, что в случае запрограммированных ситуаций требуется выполнить ряд действий, которые для конкретной ситуации являются оптимальнымн. Там, где наблюдаются небольшие отклонения от заданной программы, соответствующая операция тем не менее доводится до конца; при этом фиксируются замеченные отклонения в решении проблемы движения по железной дороге.
Эти отклонения обнаруживаются не на уровне управления конкретным режимом работы железной дороги, а на уровне констатации различий между этим режимом и запрограммированным режимом. 2.12. Ручное управление Как уже отмечалось в предыдущих разделах, микроЭВМ не имеет ручного управления для проверки программ вычислений. В схемах микроЭВМ предусмотрена только установка в исходное состояние, так что можно запускать или перезапускать программу, начиная только с нулевого адреса. Прежде чем перейти к блок-схеме управления, необходимо сначала, по всей вероятности, выяснить назначение ручного управления.
Пульт ручного управления, под которым подразумевается схема ручного управления, должен обеспечить поэтапное прохождение программы и контроль правильности выполнения всех команд. Далее нужно иметь возможность считывать информацию из ЗУ или записывать ее в ЗУ без вмешательства МП. Другими словами, должна быть обеспечена возможность переводить МП в режим НОЕВ, чтобы отключать шины данных, адресов и управления. Кроме того, нужно уметь останавливать МП в состояниях с определенным адресом. Такой режим, 86 Глава 2 например, требуется в том случае, когда проверена некоторая часть программы и необходимо быстро выполнить «прогон»этой части после возврата в исходное состояние (с нулевого адреса).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
