Курсовая работа: Схема електрична принципова модуля на базі 8-розрядного мікропроцесора

Розробка архітектури МПС.

Проектування нової мікро-ЕОМ звичайно починається з опису її архітектури, що представляє собою модель мікро-ЕОМ з точки зору програміста. Модель у процесі проектування перетворюється в структуру мікро-ЕОМ, що визначає склад, призначення і взаємозв'язки необхідних апаратурних компонентів, що реалізують бажану архітектуру.

Останнім часом найбільше поширення одержав принцип модульної організації обчислювальних систем. Серед способів організації зв'язку елементів всередині модулів і між модулями в системі можна виділити два: за допомогою довільних зв'язків, що реалізують принцип "кожний з кожним", і за допомогою упорядкованих зв'язків (магістральний), що дозволяє мінімізувати число зв'язків.

Найбільш розповсюдженою є схема мікро-ЕОМ, що має дві чи три загальні магістралі, до яких під впливом пристрою керування можуть по черзі підключатися вхідні в мікропроцесор вузли. Така структура вимагає обмеженого числа зовнішніх контактів, але обмін інформацією між вузлами і блоками повинен здійснюватися у визначеній послідовності.

У мікро-ЕОМ процесор будується на ВІС, що утворює базовий МП-комплект. Процесор мікро-ЕОМ може бути реалізований у вигляді однієї (однокристальний мікропроцесор) чи декількох ВІС (багатокристальний мікропроцесор).

Відповідно до розробки спеціалізованих ІС для різних блоків мікро-ЕОМ структурна схема її може бути представлена як сукупність

функціональних блоків, з'єднаних між собою відповідно до вимог інтерфейсів. У приведеній схемі обробку інформації здійснює мікропроцесор, синхронізуємий тактовими імпульсами пристрою синхронізації. Обмін інформацією між мікропроцесором і іншими блоками мікро-ЕОМ здійснюється по трьох магістралях: адресної, даних і керуючої.

Структура МП системи представлена на рисунку 1.1.1.

Рисунок 1.1.1. – Узагальнена структура мікропроцесорної системи

На рисунку 1.1.1. прийнято наступні умовні позначення:

ЦП - центральний процесор на основі мікропроцесора;

ЗП - напівпровідникова пам'ять (ОЗП, ПЗП);

МІК - модуль інтерфейсу користувача;

МКП - модуль контролерів переривань і ПДП;

МІЗ - модуль інтерфейсу зв'язку;

МЗО - модуль зв'язку з об'єктом;

Системна шина містить у собі три магістралі: адресну, даних і керування.

проводиться звертання до пристроїв пам'яті, введення/виведення й інших зовнішніх пристроїв, підключених до мікропроцесора. Оброблена інформація і результати обчислень передаються по магістралі даних (МД). Магістраль керування (МК) передає керуючі сигнали на всі блоки мікро-ЕОМ, та настроює на потрібний режим пристрої, що беруть участь у виконуванні команд.

Використання в мікро-ЕОМ трьох магістралей забезпечує високу швидкодію і спрощує процес обчислень. Можлива побудова мікро-ЕОМ з однією чи двома магістралями, по яких послідовно передаються код адреси й оброблювана інформація, але при цьому збільшується час виконання команд й ускладнюється організація обміну даними між вузлами.

Вибір мікропроцесора і системного контролера.

Одним з основних критеріїв при виборі МП є швидкодія. Так як до проектованої системи не пред'являються високі вимоги, то можна вибрати мікропроцесор із середньою швидкодією. Виберемо мікропроцесор із МПК серії КР580.

Мікропроцесорний комплект серії КР580 є одним з розповсюджених комплектів ВІС, що дозволяє створювати ефективні обчислювальні пристрої, орієнтовані на реалізацію обчислювальних задач і використання їх як пристроїв керування. Основу комплекту складає однокристальний МП КР580ВМ80. Крім МП до складу серії КР580 входить велике число ВІС, що дозволяють відносно просто підключати до МП різні пристрої, організовувати швидкий обмін інформацією між блоками ЕОМ. Розглянемо особливостей побудови мікро-ЕОМ на прикладі МПК серії КР580.

Мікропроцесорний комплект КР580 містить у собі мікросхеми:

Мікропроцесорна ВІС.

Програмований пристрій введення-виведення рівнобіжної інформації різного формату КР580ВВ55.

Програмований блок пріоритетного переривання КР580ВН59.

Програмований пристрій прямого доступу до пам'яті КР580ВТ57.

Інтегральний таймер КР580ВИ53.