Микропроцессорное устройство управления на основе МПК К580

Универсальный микропроцессорный комплект К580 является наиболее развитым. Микросхемы этого комплекта используются для построения 8-разрядных микроЭВМ и микроконтроллеров различного назначения. Кроме 8-разрядного микропроцессора КР580ВМ80А в состав комплекта входят целый ряд микросхем, из которых чаще всего используют следующие:

- программируемый параллельный интерфейс КР580ВВ55;

- программируемый таймер КР580ВИ53;

- программируемый последовательный интерфейс КР580ВВ51;

- системные контроллеры КР580ВК28 и КР580ВК38;

- буферные регистры КР580ИР82 и КР580ИР83;

- генератор тактовых импульсов КР580ГФ24;

- шинные формирователи КР580ВА86;

- программируемый контроллер клавиатуры и индикации КП580ВВ79.

Схемы комплекта выполнены по униполярной технологии. Уровни входных и выходных сигналов обеспечивают совместимость со схемами транзисторно-транзисторной логики. Большинство микросхем комплекта МПК580 можно использовать при разработке устройств на основе других МПК.

Кратко опишем систему выводов, выбрав в качестве примера универсальный 8-разрядный микропроцессор КР580ВМ80А. У него 40 выводов.

Они, как это видно из рисунка, распределены следующим образом: три вывода соединяются с зажимами источников питания, один вывод—корпус микросхемы (выводы 11, 20, 28 и 2 на рисунке не показаны), два вывода (Ф1 и Ф2) служат для подключения к выходным зажимам генератора тактовых импульсов, восемь выводов (D0…D7)—линии внутренней шины данных, 16 выводов (Aо-A15) соединяются с линиями адресной шины и десять выводов, связанных с устройством управления микропроцессора, служат для подключения к линиям внешней шины управления. Расшифруем обозначения этих выводов: П – разрешение приема информации с внешней шины, В – признак выдачи информации на внешнюю шину, R (Уст.) — перевод БИС в исходное состояние (установка), Г – признак готовности внешнего устройства к обмену информацией, ЖД – признак ожидания микропроцессором готовности внешнего устройства к обмену информацией, Зх – запрос внешними устройствами допуска к шинам данных и адреса (требование захвата шин), ПЗх – признак допуска внешнего устройства к шинам данных и адреса (подтверждение захвата), ЗПр – запрос внешних устройств об обслуживании их микропроцессором (запрос о возможности прерывания), РПр – разрешение на обслуживание микропроцессором внешнего устройства (разрешение на

прерывание), С—синхронизация.
Общее обозначение микропроцессора – СРU (от англ. слов Сеntгаl Ргосеssог until – центральный процессор).

На рисунке показан один из возможных вариантов структуры устройства управления на основе К580.

Г – генератор, МП – микропроцессор, БА – буфер адреса, СК – системный контроллер, ОЗУ – оперативное запоминающее устройство, ПЗУ – постоянное запоминающее устройство, ККИ – контроллер клавиатуры и дисплея, Т – таймер, КВВ – контроллер ввода-вывода, ДШУ – дешифратор устройств ввода-вывода

Основу устройства составляет микропроцессор КР580ВМ80А, генератор тактовых импульсов, реализуемый на микросхеме КР580ГФ24, и системный контроллер КР580ВК28, который служит для формирования управляющих сигналов и буферизации шины данных. Для буферизации шины адреса используются две микросхемы шинных формирователей КР580ВА86.

Программы, реализующие алгоритмы управления, хранятся в ПЗУ, для построения которого рекомендуется использовать микросхемы КР573РФ2 или КР573РФ5. Информационная емкость этих микросхем – 2 Кбайт, а внутренняя организация - 2Кх8. В ОЗУ, предназначенном для хранения переменных параметров и промежуточных результатов, удобно применять микросхемы КР537РУ8 или КР537РУ10, представляющие собой ОЗУ статического типа и имеющие информационную емкость 2 Кбайт с организацией 2Кх8. При наличии нескольких микросхемах памяти в устройстве необходимо использовать дешифратор адреса, который при обращении к памяти переводит в активное состояние лишь одну микросхему.

Для связи устройства с датчиками и выдачи управляющих сигналов используются микросхемы программируемого параллельного интерфейса КР580ВВ55. Данная микросхема позволяет выполнять обмен восьмиразрядными данными одновременно по трем каналам, задание режимов работы которых осуществляется записью управляющего слова в специальный внутренний регистр.

Организацию клавиатуры и дисплея удобно выполнять с помощью контроллера КР580ВВ79, который обеспечивает работу клавиатуры размером 8х8 клавиш и дисплея на семисегментных индикаторах.

Программируемый таймер КР580ВИ53 служит для реализации временных функций и имеет шесть режимов работы, задаваемых программно.

Обращение к микросхемам ввода-вывода данных осуществляется с помощью специальных команд ввода-вывода, входящих в систему команд микропроцессора КР580ВМ80А. Для выбора конкретной микросхемы в схему включен дешифратор адреса устройств ввода-вывода, реализованный на микросхеме К555ИД7.

Иногда адреса устройств ввода- вывода удобно включать в адресное пространство памяти, при этом с каналами ввода-вывода можно работать как с ячейками памяти, что позволяет использовать большое число команд с различными способами адресации.