Реферат: Универсальный одноплатный контроллер на однокристальной ЭВМ

МК 35 работает в БК с так­товой частотой 3 МГц и содержит следующие основные функциональные блоки :

16-разрядный операцион ный блок, служащий для фор­мирования адресов команд и операндов, выполнения ло­гиче ских и арифметических операц ий, хранения операн­дов и результатов;

блок микропрограммного управле ния, вырабатывающий последователь ность микрокоманд, соотв етствующу ю коду принятой ма шинной команды. Этот блок построен на базе программируемой логической матрицы (ПЛМ). с одержащей 250 логических произведений;

блок прерываний, организующий приоритетную сис­тему прерываний ( прием и п редварительная обработка внешних и внутренних запросов на прерывание);

интерфейсный блок, о беспечивающий об­мен информа­цией между микропроцессором ром и прочими устройст­ва ми, под ключе н­ными к систе мной магистрали. Этот же, блок ос уществляет арбитраж при операциях прямого дос­тупа к па мяти, формиру ет

последовательность. управляющих сигналов:

блок си сте мной магистрали, связывающий внутреннюю магистраль однокристального микропроцессора с внеш­ней, управляю­щий усилителями приема и передачи ин фор­мации на совмещенные выводы адресов и данных;

схема тактирования, обеспечивающая синхронизацию работы внутренних блоков микропроцессора.

Система команд, реализованная в ПЛМ блока микро­программного управления микропроцессора К1801BM1, совпадает с системой команд наиболее распространенных отечественных мини- и ОЭВМ типа «Электроника 60» (ДВК-2. 3, 4 и т.п.) и практически аналогична приня­той для компьютеров серии DEC. Предусмотрен также ряд специальных команд, предназначенных для работы с сис­темным ПЗУ К1801РЕ1.

Общие характеристики ОЭВМ МК35 представлены в таблице 1.

табл. 1

Представление чисел	В дополнительном коде с фиксиро­ванной запятой
Виды команд	Безадресные, одноадресные, двух­адресные
Виды адресации	Регистровая, регистровая косвен­ная, автоинкрементная, автоин­крементная косвенная, автодекре­ментная, автодекрементная кос­венная, индексная, индексная косвенная
Количество регистров общего зна­чения	8
Количество уровней прерывания	4
Тип системной магистрали	Q-bus (МПИ, ОСТ 11.305.903-80)
Адресное пространство, Кб	64
Тактовая частота, МГц	До 5
Максимальное быстродействие при выполнении регистровых операций, оп./с	До 500000
Потребляемая мощность, Вт	Не более 1
Напряжение питания, В	+5 ( ±5% )
Уровни сигналов, В: «лог.0»(активный уровень)	Менее 0,5
«лог.1»	Более 2,4
Нагрузочная способность по току, мА	3,2
Емкость нагрузки, пФ	До 100
Технология изготовления	N-МОП
Конструкция	Плананарный металлокерамический корпус с 42 выводами

Анализ основных признаков МК серии 1816 показы­вает, что МК 48 и МК 51 целесообразно использовать на этапе опытно-конструкторской разработки и отладки систем, а также в малосе­рийных изделиях. Однокри­стальное ЭВМ МК49 имеет масочное ПЗУ программ, и по­этому его следует применять в крупно-серий­ных изделиях. ОЭВМ, в которых нет резидентной памяти про­грамм, используют, как правило, не в конечных изде­лиях, а в автономных отладочных устройствах и много­функциональных программируемых контроллерах, где в качестве программ и данных используются внешние БИС и имеются средства загрузки программ.

2.4. СМ 1800.

Однокристальные ЭВМ на основе 16-разрядного мик­ропроцессора типа К1810ВМ86 представлены следующими сериями ЕС 1840, ЕС 1841, ЕС 1842, «Искра 1030», «Ис­кра 1030М», «Нейрон И9.66» и относятся к классу 16 разрядных. В них получил дальнейшее развитие программно-модульный принцип, реализованный в моделях семейства СМ 1800. Они обеспечивали повышение средней производительности в 8-10 раз по сравнению с моделями СМ 1800 (до 170 тыс. оп./с.). Был значительно увели­чен объем оперативной и внешней памяти. Схемотехниче­ские решения позволяли адресовать до 16 Мбайт опера­тивной памяти. Для обнаружения ошибок в модулях па­мяти применялись средства коррекции ошибок по коду Хемминга.

Значительно были расширены возможности организа­ции внешней памяти на дисках. Наряду с гибкими мини-дисками (диаметром 133 мм) применялись жесткие диски типа «винчестер» емкостью 14 … 160 Мбайт, что позво­ляло строить достаточно мощные базы данных. В составе периферийных устройств использовались дисплеи, печа­тающие устройства матричного типа и типа «ромашка».

Операционные системы обеспечивали построение как систем реального времени, так и инструментальных и давали возможность применения пользователями большого числа пакетов прикладных программ на базе операцион­ных систем СР/М-86 и MSDOS.

универсальная 16-разрядная ОЭВМ СМ1810 предназна­чена в основном для применения в ГПС и АСУ ТП, САПР, в локальных и открытых сетях, в контроллерах для встраивания в оборудование, в оргсистемах и в сферах обслуживания. Структура СМ1810 базируется на расшире­нии магистрально-модульной структуры 8 разрядных мо­делей СМ1800 и обеспечении аппаратной и программной совместимости с ними. Это позволяет использовать в СМ1810 средства передачи данных, УСО и другие устрой­ства, разработанные для СМ1800. модуль центрального процессора МЦП-16 является основным компонентом СМ1810, обрабатывает логическую и арифметическую ин­формацию, выполнен с применением БИС серии К1810 и обеспечивает формирование интерфейсов И41, ИРПР-М, С2. В составе модуля двухвходовое ОЗУ объемом 256 Кбайт с коррекцией ошибок, перепрограммируемое ПЗУ объемом до 64Кбайт, таймер, БИС ввода-вывода и разъем для подключения БИС арифметического сопроцессора. Мо­дуль МЦП-16 обеспечивает непосредственное подключение ПУ, печатающих устройств и дисплея, не занимая интер­фейса И41, а в случае автономного применения может выполнять функции локальной микроЭВМ

ОЭВМ СМ1814 представляет собой вариант СМ1810 для использования в промышленных производствах с ограни­ченным доступом обслуживающего персонала, главным об­разом в локальных технологических сетях, ГСП, АСУ ТП. В СМ1814 могут входить все модули, блоки расширения модульные источники питания и кроссы из состава СМ1810, включая периферийные устройства (дисплей, пе­чатающее устройство с интерфейсами ИРПС/С2). ОЭВМ СМ1814 содержит в основном УСО в промышленном испол­нении, блок ввода сигналов низкого уровня, термомет­ров сопротивлений и термопар СМ9306 и блок формирова­ния поправки СМ3907. ЭВМ СМ1814 используется без НМД. Все программное обеспечение содержится в ППЗУ модуля МЦП-16 и в модулях репрограммируемой памяти МППЗ или загружается по каналам связи в ОЗУ. Функционирование СМ8141 в реальном времени поддерживается операционной системой ОС СРП-1810.

3.Описание схемы электрической структурной

Рассмотрим работу универсального одноплатного микроконтроллера на однокристальной ЭВМ на основе схемы электрической структурной, показанной в графической части лист 2 Э1.

Микроконтроллер состоит из следующих узлов:

— однокристальной ЭВМ со схемой внешнего тактового генератора и схемой формирования сигнала «сброс»;

— регистра-защелки младшего байта адреса внешнего запоминающего устройства;

— памяти программ, объемом 4 Кбайта;

— памяти данных, объемом 1 Кбайт со страничной ад­ресацией 256 байт на страницу и схемой выбора ОЗУ;

— схемы управления записью-чтением внешних устройств;

— адаптера параллельного интерфейса со схемами приемника и передатчика по стандарту ИРПС;

— трехканального таймера;

— контроллера клавиатуры и индикации;

— схемы прерываний.