close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Элементная база

код для вставкиСкачать
5 Выбор элементной базы
Для реализации заданного вариантом микропроцессорного модуля АИС был выбран МП комплект КР580, т.к. микросхемы собранные на печатной плате в отдельных корпусах позволяют снизить затраты на ремонт, что невозможно в случае использования однокристальной микро-ЭВМ. Хотя очевидным недостатком является более высокая стоимость микропроцессорного модуля АИС, за счет большого количества микросхем и более крупной печатной платы.
Микропроцессор КР580ВМ80А
В качестве микропроцессора использована микросхема КР580ВМ80, которая представляет собой однокристальный МП с 8-битной шиной данных и 16-битной шиной адреса, выполненный по n-МДП технологии. Имеет тактовую частоту до 2 МГц. Выпускается в 40-выводном корпусе, тип корпуса 2123.40-2. Уровни выходных сигналов соответствуют ТТЛ-технологии. Условное графическое обозначение МП ВМ80 представлено на рисунке 5.1, а назначение выводов в таблице 5.1.
Рисунок 5.1 - Условное графическое обозначение МП КР580ВМ80.
Таблица 5.1. Назначения выводов МП КР580ВМ80А
Обозначения выводаФункциональное назначениеA0-A15Адресные выходыD0-D7Выводы сигналов данныхSYNCПризнак начала машинного циклаDBINСтроб приема данныхREADYГотовностьWAITОжиданиеWRСтроб выдачи данныхHOLDЗапрос на захватHLDAПодтверждение захватаINTЗапрос на прерываниеINTEРазрешение прерыванияRESETСбросF1,F2СинхросигналыGNDОбщий-5 BПитание+5 BПитание+12 BПитание
Генератор тактовых сигналов КР580ГФ24
Генератор тактовых сигналов КР580ГФ24. Эта микросхема используется как генератор тактовых синхросерий F1 и F2 для микропроцессора КР580ВМ80А. Генератор тактовых импульсов состоит из генератора гармонических колебаний, счетчика-делителя опорной частоты на 9, выходных формирователей, вспомогательных логических схем и триггеров для формирования внешних сигналов RESET и READY. Генератор КР580ГФ24 выполнен по ТТЛШ технологии, его условное графическое изображение представлено на рисунке 5.2, а назначение выводов в таблице 5.2.
Рисунок 5.2 - Условное графическое обозначение микросхемы КР580ГФ24
Таблица 5.2. Назначение выводов КР580ГФ24
Обозначения выводаФункциональное назначениеRESETСброс. Используется для начальной установки микропроцессораRESINВход сброса. Используется для формирования импульса сброса RESET, подаваемого намикропроцессорRDINВход готовности. Используется для формирования сигнала готовности READY,подаваемого намикропроцессорREADY Готовность. Используется для осуществления асинхронного обменамикропроцессора с памятью или внешними устройствамиSYNCСинхронизация. Сигнал поступает от МП с выхода SYNCF2(ТТЛ)Вторая синхросерия F2. Выход сопрягается с ТТЛ логикойSTBСтроб слова состоянияF2СинхросерияF1СинхросерияOSCГенератор гармонических сигналовTANCИспользуется для подключения колебательного контураXTAL1Используется для подключения кварцевого резонатораXTAL2Используется для подключения кварцевого резонатораGNDОбщий+5ВПитание+12ВПитание
Системный контроллер КР580ВК28
Системный контроллер КР580ВК28, предназначен для фиксации слова состояния МП КР580ВМ80А, формирования сигналов, управляющих памятью и внешними устройствами и буферизации шины данных. В состав системного контроллера входят: регистр состояния, декодирующая схема, шинный формирователь. Условное графическое изображение представлено на рисунке 5.3, а назначение выводов в таблице 5.3.
Рисунок 5.3- Условное графическое обозначение микросхемы КР580ВК28
Таблица 5.3. Назначение выводов КР580ВК28
Обозначения выводаФункциональное назначениеD0-D7Подключаются к выводам D0-D7 МПDB0-DB7Подключаются к шине данных системSTBСтроб слова состояния МПHLDAПодтверждение захвата (от МП)WRСтроб вывода данных (от МП)DBINСтроб вводе данных(от МП)I/OWЗапись во внешнее устройствоMEMWЗапись в памятьI/ORЧтение внешних устройствMEMRЧтение из памятиINTAПодтверждение запроса на прерываниеBUSEN Управление передачей данных и выдачей сигналов GNDОбщий+5ВПитание
Буферный регистр КР580ИР82
Буферный регистр - предназначен для фиксации информации. Он состоит из 8-ми D триггеров. Условное графическое обозначение представлено на рисунке 5.4, а назначение выводов в таблице 5.4.
Рисунок 5.4. Условное графическое обозначение регистра К580ИР82
Таблица 5.4. Назначение выводов КР580ИР82
Обозначения выводаФункциональное назначениеDI0-DI7Сигналы, подаваемые на эти выводы, поступают на входы D триггеров буферного регистраDO0-DO7На эти выводы выводятся состояния триггеров буф. регистра, если на вход OE подан разрешающий сигнал, в противном случае эти выводы находятся в высокоимпедансном состоянииSTBСтроб. По сигналу высокого уровня, поступающему на этот вывод информация, подаваемая на входы DI0-DI7, записывается в триггеры буфера.OEРазрешение выдачи содержимого буферного регистра. Сигнал низкого уровня на этом входе разрешает выдачу на выводы DO0-DO7 содержимого буферного регистра, а сигнал высокого уровня переводит эти выводы в высокоимпедансное состояние.GNDОбщий+5ВПитание
Шинный формирователь КР580ВА86
Микросхема КР580ВА86 - двунаправленный 8-разрядный шинный формирователь предназначенный для обмена данными между микропроцессором и системной шиной; обладают повышенной нагрузочной способностью. Микросхема состоит из 8 одинаковых блоков и схемы управления. Блок содержит 2 разнонаправленных усилителя-формирователя. Условное графическое обозначение представлено на рисунке 5.5, а назначение выводов в таблице 5.5.
Рисунок 5.5. Условное графическое обозначение шинного формирователя К580ВА86
Таблица 5.5. Назначение выводов КР580ВА86
Обозначения выводаФункциональное назначениеА0-А7Информационная шинаВ0-В7Информационная шинаTВыбор направления передачиOEРазрешение выдачи содержимого буферного регистра. Сигнал низкого уровня на этом входе разрешает передачу данных, а сигнал высокого уровня переводит эти выводы в высокоимпедансное состояние.GNDОбщий+5ВПитание
Контроллер динамической памяти К1810ВТ03
Контроллер динамической памяти К1810ВТ03. Используются в качестве устройства управления ОЗУ МПС на базе МПК серии К580 и К1810, а так же для создания функционально независимых модулей динамических ОЗУ. Контроллер вырабатывает все необходимые сигналы управления чтением, записью и регенерацией для ОЗУ емкостью 2к, 4к, 16к, 64к и более, выполненного на элементах памяти серии К565. Контроллер относится к классу многофункциональных схем и может работать в нескольких режимах, которые задаются подачей на специальные входы КДП напряжений высокого или низкого уровня. Условное графическое обозначение представлено на рисунке 5.6, а назначение выводов в таблице 5.6.
Рисунок 5.6 Условное графическое обозначение микросхемы КР1810ВТ03
Таблица 5.6 Назначение выводов микросхемы К1810ВТ03
Обозначения выводаФункциональное назначениеAL0-AL6Младшие адресаAH0-AH6Старшие адресаB0/AL7, B1/OP1/AH7Для режима 16К В0, В1 - выбор банка, для режима 64К - адресные линии AL7 и AH7PCSЗащищенный выбор кристаллаWRЗапись данныхRD/S1Чтение данных(RD) или один из сигналов использующийся в цикле опережающего чтенияREFRQ/ALEЗапрос регенерации. Для режима опережающего чтения этот выход используется для инициализации цикла чтения.OUT6-OUT0Выходные сигналы адресов строк и столбцовЗУWEИнициализация чтенияCASСтроб адреса столбцаRAS0, RAS1, RAS2/OUT7, RAS3/B0Стробы адреса строки в режиме 16К. В режиме 64К стробы только RAS0, RAS1, В0 - выбор банка, OUT7 - старший разряд адреса строки/столбцаXACKГотовность данныхSACKГотовность системыX0/OP2, X1/CLKВыходные линии для подключения внешнего кварцевого резонатора. Если на X0/OP2 подать +5В, то на X1/CLK подключается внешний генератор.16/64KВыбор режима+5ВПитаниеGNDОбщий
ОЗУ
Согласно заданию, выполним выбор микросхем динамической памяти. Так как организация у большинства существующих распространённых типов микросхем DRAM одноразрядная, необходимо использовать 2 банка DRAM из шестнадцати микросхем. Для реализации объема памяти 32 К наиболее подходящей микросхемой является КР565РУ6. Емкость микросхемы составляет 16 Кбит. Условное обозначение приведено на рисунке 5.7, а назначение выводов - в таблице 5.7.
Рисунок 5.7 - Условное обозначение микросхемы КР565РУ6.
Таблица 5.7 Назначение выводов микросхемы КР565РУ6
DI Информационный входDO Информационный выходA0-A6Адресные линииRAS Сигнал выборки строк CAS Сигнал выборки столбцовWЕЗапись/чтение+5ВПитаниеGNDОбщий
ПЗУ
В качестве ПЗУ были выбрана микросхема К573РФ4. Эта микросхема представляют собой ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации, которая хранится длительное время при отключенном напряжении питания. Микросхема К573РФ4 имеет ёмкость 64 Кбит с организацией 81928 бит. Выходы и входы этой микросхемы совместимы ТТЛ ИС в режиме считывания и программирования. Условное графическое обозначение БИС К573РФ4 приведено на рисунке 5.8, а назначение выводов - в таблице 5.8.
Рисунок 5.8 - Условное графическое обозначение БИС К573РФ
Таблица 5.8 - Назначение выводов микросхемы К573РФ4 Номер выводаОбозначениеТип выводаФункциональное назначение2-10,21,23,24,25АnВходАдрес11-19OnВход/ВыходДанныеCEOEPGMUpp
Микросхемы логических элементов
С помощью этих микросхем реализованы селекторы адресов для ОЗУ, ПЗУ, и портов ввода/вывода. Ниже приведен перечень использованных микросхем логических элементов. Выбор элементов осуществлялся в основном по критерию совместимости с ТТЛ уровнями.
КР155ИД7 - дешифратор 3 в 8. Условное графическое обозначение приведено на рисунке 5.9, назначение выводов - в таблице 5.9.
Рисунок 5.9- Условное обозначение микросхемы К155ИД7
Таблица 5.9 Назначение выводов микросхемы К155ИД7
1,2,3D0-D2ВходРазрядные входы счетчика6,4,5C0-C2ВходСтробирующие входы15,14,13,12,11,10,9,70-7ВыходВыходы разрядов счетчика8GNDОбщий16UccНапряжение питания +5В КР155ЛЕ3 - 4-входовой элемент ИЛИ-НЕ со стробирующим выводом. Условное графическое обозначение представлено на рисунке 5.10.
КР155ИД3 - дешифратор 4 в 16. Условное графическое обозначение представлено на рисунке 5.11.
КР1531ЛН1 - инвертор. Условное графическое обозначение представлено на рисунке 5.12.
КР1531ЛИ1 - 2-хвходовой элемент И. Условное графическое обозначение представлено на рисунке 5.13.
Преобразователи уровня
В качестве дополнительных вспомогательных элементов при схемной реализации стыков С2 и С3 использовались микросхемы серии 170. Ввиду уменьшения аппаратных затрат за счет усложнения программной части и правильного проектирования модуля возникла необходимость использования этих микросхем в схемах подключения стыков С2 и С3 необходимо использовать формирователь импульсов тока (К170АП2) и усилитель напряжения (К170УП2), предназначенные для работы в линиях связи большой емкости.
Микросхема К170УП2 представляет собой четырехканальный усилитель-инвертор. Степень усиления сигнала регулируется напряжением смещения. Все четыре канала независимы друг от друга с предусмотренной внутренней частичной развязкой по питанию. Микросхема К170АП2 преобразует сигналы ТТЛ уровней в уровни стыков С2 и С3. Условное графическое обозначение К170АП2 представлено на рисунке 5.14, К170УП2 представлено на рисунке 5.15.
6 Описание интерфейсов обмена с внешним устройством
Универсальный синхронно-асинхронный приемо-передатчик (УСАПП) КР580ВВ51
Предназначен для аппаратной реализации последовательного протокола обмена между МП КР580ВМ80 или другим устройством способным запрограммировать данную микросхему на требуемый режим работы, и каналами последовательной передачи дискретных данных. Был специально разработан для передачи данных с помощью интерфейса стык С2.
Микросхема УСАПП преобразует параллельный код в последовательный поток символов и передает его в последовательный канал связи, а так же выполняет обратное преобразование. Важным достоинством микросхемы является возможность её программирования, что позволяет реализовать 2 режима работы синхронный и асинхронный, а так же несколько вариантов асинхронного режима для различных скоростей обмена данными.
Синхронный режим характеризуется непрерывным потоком передаваемых данных, в котором между информационными словами вводятся синхросимволы.
Асинхронный режим характеризуется одиночными посылками информации, инициализация которых осуществляется либо МП, либо ВУ. Вначале каждой посылки устанавливается отрицательный импульс "старт-бит", а в конце "стоп-бит" для определения начала и конца посылки соответственно.
Программирование УСАПП осуществляется при помощи записи во внутренние регистры инструкции режима и команды, которые полностью определяют протокол передачи данных.
УСАПП содержит регистр слова состояния (РСС), который в любой момент времени может быть прочитан МП и по которому можно судить о состоянии выводов микросхемы, а так же задавать их.
Условное графическое обозначение приведено на рисунке 6.1, назначение выводов - в таблице 6.1.
Рисунок 6.1 - Условное графическое обозначение КР580ВВ51
Таблица 6.1 Назначение выводов микросхемы КР580ВВ51
Обозначения выводаФункциональное назначениеD0-D7Канал данных для обмена с МПRxDПриемник микросхемыTxCСинхронизация передачиWRЗапись информацииCSВыбор микросхемыCO/DУправление/ДанныеRDЧтение инфомацииRxRDYГотовность приемникаTxRDYГотовность передатчикаSYNDET/BDДвунаправленный 3-ястабильный программируемый вход/выходCTSГотовность внешнего устройства принять данныеTxENDКонец перердачиTxDПередатчик микросхемыCСинхронизацияSRСброс в исходное состояниеDSRГотовность внешнего устройства принять данныеRSTЗапрос приемника внешнего устройства на прием данныхDTRЗапрос передатчика внешнего устройства на передачу данныхRxCСинхронизация према+5ВПитаниеGNDОбщий
Микросхема параллельного интерфейса КР580ВВ55
Микросхема КР580ВВ55 - программируемое устройство ввода/вывода параллельной информации. Обмен данными между МП и микросхемой осуществляется через 8-разрядный двунаправленный 3-хстабильный канал данных. Микросхема имеет 3 режима работы, которые устанавливаются путем записи в регистр управляющего слова соответствующих последовательностей. Каналы внутри БИС адресуются с помощью входов А0, А1 которые обычно подключаются к младшим разрядам адреса. Условное графическое обозначение приведено на рисунке 6.2, назначение выводов - в таблице 6.2.
Рисунок 6.2 - Условное графическое обозначение КР580ВВ55
Таблица 6.2 Назначение выводов микросхемы КР580ВВ55
D0-D7 Шина данныхRESET Сброс. Сигнал высокого уровня устанавливает в исходное состояние регистр управляющего слова. После снятия сигнала RESET выводы портов настраиваются на ввод информацииCS Выбор микросхемы. Сигнал низкого уровня подключает выводы КР580ВВ55 к шине данных МП-системы.RD Чтение. Низкий уровень-содержимое входного регистра одного из портов выводится на шину данныхWR Запись. Низкий уровень- информация с шины данных системы записывается в выходной регистр одного из портов или в регистр управляющего слова.A0-A1 Выбор порта или регистра управляющего словаPA7-PA0 Порт АPB7-PB0 Порт BPC7-PC0 Порт C+5ВПитаниеGNDОбщий Стык С2
Важное место в системе обмена информацией между удаленными абонентами АИС и АСУ занимают технические средства, осуществляющие передачу данных между оконечным оборудованием данных (ООД) по каналам связи с заданными качественными характеристиками. В роли ООД в информационных системах выступают ЭВМ, устройства ввода-вывода информации, цифровые измерительные приборы и т.п. технические средства обмена и передачи информации включают в себя аппаратуру передачи данных (АПД) с устройствами сопряжения между ООД и каналами передачи данных.
Широкое распространение в современной аппаратуре получили стандартные последовательные интерфейсы типа ИРПС и стык С2. Стык С2 применяется в аппаратуре сопряжения ЭВМ с телефонным каналом связи и регламентирует характеристики цепей между оконечным оборудованием данных, например микропроцессорной системой и аппаратурой окончания канала данных, устройством преобразования сигнала или модемом.
Интерфейс применяется для синхронной и асинхронной передачи данных при двухточечном или многоточечном соединении устройств в дуплексном режиме обмена (стандартный последовательный интерфейс для скоростей передачи данных до 19 200 бит/с).
При передаче используются уровни сигналов +12 В. В соответствии с требованиями стандарта сигналы обмена должны быть разнополярными. Причем передаче по цепям данных уровня логического "0" или состояния "Включено" для цепей категории "Синхронизация" и "Управление" соответствует напряжение положительной полярности, а передаче "1" по цепям "Данные" или состоянию "Выключено" тех же категорий - отрицательной. Основные линии интерфейса, наиболее часто используемые в ЭВМ (часть цепей общего назначения серии 100) разделены по назначению на группы: заземление, данные, управление и синхронизация.
Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных с оконечным оборудованием при последовательном вводе:
* Цепь 102 - Заземление, общий провод;
* Цепь 104 - Принимаемые данные (от АПД). По этой цепи в ООД передаются сигналы данных, формируемые АПД в соответствии с принимаемыми сигналами, полученными от удаленного абонента;
* Цепь 107 - АПД готова (от АПД). Сигнал, передаваемый по этой цепи указывает на готовность АПД к работе. Состояние "Включено" - устройство преобразования сигналов или аналогичное устройство подсоединено к линии связи и АПД готова к взаимодействию по цепям управления на стыке с ООД для обмена данными;
* Цепь 108 - ООД готово (к АПД). Сигналы, передаваемые по цепи управляют подключением к линии связи или отключением от линии связи УПС или аналогичное ему. Состояние "Включено": ООД готово к работе, подготовка АПД к подключению к линии связи устройства преобразования сигналов или аналога, а также должен указать на сохранение соединения, которое было установлено внешними средствами. При состоянии "Выключено" АПД должен отключить от линии связи УПС после того, как закончится передача всех данных по цепи 104;
* Цепь 115 - Синхронизация элементов принимаемого сигнала (от АПД). Сигнал обеспечивает в ООД синхронизацию единичных элементов сигнала. Состояния "Включено" и "Выключено" должны поддерживаться в течение равных промежутков времени. Переход из первого во второе состояние должен соответствовать середине каждого единичного элемента сигнала цепи 104;
* Цепь 113 - Синхронизация элементов передаваемого сигнала (к АПД). Сигналы, передаваемые по этой цепи, обеспечивают в АПД синхронизацию единичных элементов сигнала. Переход из состояния "Включено" в состояние "Выключено" должен соответствовать середине каждого единичного элемента сигнала в цепи 104.
Стык С3
СЗ, цепи сопряжения нужно разрабатываются в соответствии с ГОСТ 18146-72, в котором оговорена номенклатура цепей стыка СЗ и технические требования на их взаимодействие. Обмен информацией по стыку осуществляется побайтно. Данные от источника ООД поступают по цепям 12-20, а выдаются получателю по цепям 26-34. При этом цепи 20 и 34 используются для контрольного бита. Обязательными управляющими цепями для односторонней передачи данных являются цепи 4 "ООД готово", 5 "АПД готова", 9 "Управление передатчика АПД", 10 "Управление источника ООД", а также 23 "Управление получателя ООД" и 24 "Управление приемника АПД". Перечень и номера цепей представлены в табл.6.3.
Таблица 6.3 - Перечень и номера цепей стыка С3 Наименование цепиНомер цепи ПередатчикПриемникЗащитное заземление 1 0 0 Общий обратный провод 2 0 0 Индикатор вызова 3 Н Н ООД готово 4 о 0 АПД готова 5 о 0 Источник ООД готов 7 Н - Передатчик АПД готов 8 Н - Управление передатчика АПД9 0 - Управление источника ООД10 0 - Данные источника ООД 12-19 0 - Получатель ООД готов 21 - Н Приемник АПД готов 22 - Н Управление получателя ООД 23 - 0 Управление приемника АПД24 - о Ошибка получателя ООД 25 - Н Данные приемника АПД 26-33 - 0 Аварийная сигнализация 35 Н Н 
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
428
Размер файла
436 Кб
Теги
элементной, база
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа