Основные параметры микро-ЭВМ серии КР (стр. 1 из 2)
Содержание
Введение
1. Выбор и обоснование технических требований к устройству
2. Основные параметры КР1820ВЕ4
3. Разработка структурной схемы устройства
4. Разработка принципиальной электрической схемы
5. Разработка алгоритма управляющей программы
Заключение
Литература
Приложение
Введение
В настоящее время выпускается ряд серий однокристальных микро-ЭВМ, предназначенных для использования в бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Применение однокристальных микро-ЭВМ, реализующих на одной БИС функции ввода-вывода, хранения и обработки данных, позволяет достигать максимальной простоты и дешевизны систем управления.
Однокристальные четырехразрядные микро-ЭВМ серии КР1820 предназначены для решения ограниченных по сложности и производительности задач управления, формирования и обработки сигналов. Такой класс микро-ЭВМ получил название микроконтроллеров.
Из существующего разнообразия ОМЭВМ, это, пожалуй, самые простые и дешевые. Они имеет очень простую архитектуру и систему команд, однако содержат все традиционные узлы ОМЭВМ. Это позволяет успешно использовать их в учебном процессе.
Серия КР1820ВЕх состоит из четырех моделей. КР1820ВЕ1 и 2 выполнены по n-МОП технологии, КР1820ВЕ3 и 4 - по k-МОП технологии.
КР1820ВЕ1,4 - микроЭВМ с внешней памятью программ емкостью 1 килобайт. Применяются для отладки программного обеспечения в изделиях с малой серией или на этапе разработки и изготовления опытных партий изделий. Заключены в 40-выводные пластмассовые корпуса типа DIP.
КР1820ВЕ2,3 - микроЭВМ с внутренней масочной памятью программ объемом 1 килобайт. Выполнены в 28-выводных пластмассовых корпусах типа DIP.
Все модели имеют единую внутреннюю структуру. Модели ВЕ3 и ВЕ4 отличаются значительно меньшим энергопотреблением и расширенной системой команд.
Для учебных целей наиболее удобной является модель КР1820ВЕ4, потому в дальнейшем иллюстрировать принципы функционирования и программирования будем именно на этой модели.
1. Выбор и обоснование технических требований к устройству
Разрабатываемое устройство является генератор сигналов специальной формы (прямоугольных импульсов). Рассмотрим принцип работы данного устройства и сформулируем основные технические требования к нему.
Основным блоком данного устройства является однокристальная микроЭВМ серии КР1820.
Однокристальные четырехразрядные микро-ЭВМ серии КР1820 предназначены для решения ограниченных по сложности и производительности задач управления, формирования и обработки сигналов. Такой класс микро-ЭВМ получил название микроконтроллеров.
Из существующего разнообразия ОМЭВМ, это, пожалуй, самые простые и дешевые. Они имеет очень простую архитектуру и систему команд, однако содержат все традиционные узлы ОМЭВМ. Это позволяет успешно использовать их в учебном процессе.
Серия КР1820ВЕх состоит из четырех моделей. КР1820ВЕ1 и 2 выполнены по n-МОП технологии, КР1820ВЕ3 и 4 - по k-МОП технологии.
КР1820ВЕ1,4 - микроЭВМ с внешней памятью программ емкостью 1 килобайт. Применяются для отладки программного обеспечения в изделиях с малой серией или на этапе разработки и изготовления опытных партий изделий. Заключены в 40-выводные пластмассовые корпуса типа DIP.
КР1820ВЕ2,3 - микроЭВМ с внутренней масочной памятью программ объемом 1 килобайт. Выполнены в 28-выводных пластмассовых корпусах типа DIP.
Все модели имеют единую внутреннюю структуру. Модели ВЕ3 и ВЕ4 отличаются значительно меньшим энергопотреблением и расширенной системой команд.
Для учебных целей наиболее удобной является модель КР1820ВЕ4, потому в дальнейшем иллюстрировать принципы функционирования и программирования будем именно на этой модели.
2. Основные параметры КР1820ВЕ4
Температурный диапазон - минус 45 град. C. +85 град. C.
Напряжение питания 5V+/-10%.
Потребляемая мощность:
в статическом режиме - 1200 мкВт,
в динамическом режиме - 1 мA/MГц.
Количество элементов - 30000.
Разрядность - 4.
Тактовая частота - (0 - 4) МГц.
Один уровень прерывания по вектору.
Количество команд - 58 (31 однобайтовая + 27 двухбайтовых).
Количество уровней вложения программ - 4.
Емкость ОЗУ - 256 бит (64*4 ячейки).
Емкость ПЗУ - (1024*8) бит.
Технология - k-МОП.
Микросхема по входам и выходам стыкуется с ТТЛ и КМОП
Нагрузочная способность выходных портов 1 вход ТТЛ.
Условное графическое обозначение микросхемы КР1820ВЕ4 показано на рис.1.
Рис.1.
Назначение выводов микросхемы КР1820ВЕ4 приведено в табл.1.
Таблица 1
| Номер вывода | Обозначение | Назначение |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | CKO | Выход тактового сигнала |
| 2 | СKI | Вход тактового сигнала |
| 3 | IP4 | Вход/выход адрес/данные |
| 4 | RS | Вход сигнала "сброс" |
| 5 | IP3 | Вход/выход адрес/данные |
| 6 | IP2 | Вход/выход адрес/данные |
| 7 | IP1 | Вход/выход адрес/данные |
| 8 | IP0 | Вход/выход адрес/данные |
| 9 | IP7 | Вход/выход адрес/данные |
| 10 | IP6 | Вход/выход адрес/данные |
| 11 | L7 | Вход/выход информационных данных |
| 12 | L6 | Вход/выход информационных данных |
| 13 | L5 | Вход/выход информационных данных |
| 14 | L4 | Вход/выход информационных данных |
| 15 | IN1 | Вход информационных данных |
| 16 | IN2 | Вход информационных данных |
| 17 | UСС | Вывод питания от источника напряжения |
| 18 | L3 | Вход/выход информационных данных |
| 19 | L2 | Вход/выход информационных данных |
| 20 | L1 | Вход/выход информационных данных |
| 21 | L0 | Вход/выход информационных данных |
| 22 | 0V | Общий вывод |
| 23 | SI | Вход последовательных данных |
| 24 | SO | Выход последовательных данных |
| 25 | SR | Выход логически управляемого источникаСистемных синхроимпульсов |
| 26 | IN0 | Вход информационных данных |
| 27 | IN3 | Вход информационных данных |
| 28 | G0 | Вход/выход информационных данных |
| 29 | G1 | Вход/выход информационных данных |
| 30 | G2 | Вход/выход информационных данных |
| 31 | G3 | Вход/выход информационных данных |
| 32 | SKIP | Выход пропуска команды |
| 33 | FL A/D | Выход сигнала управления флагом. Адрес/данные |
| 34 | А9 | Выход адреса |
| 35 | А8 | Выход адреса |
| 36 | IP5 | Вход/выход адрес/данные |
| 37 | D3 | Выход информационных данных |
| 38 | D2 | Выход информационных данных |
| 39 | D1 | Выход информационных данных |
| 40 | D0 | Выход информационных данных |
В данном курсовом проекте будет использоваться микроЭВМ КР1820ВЕ4.
3. Разработка структурной схемы устройства
Структурная схема генератора прямоугольных импульсов выглядит следующим образом:
 |
Рис. 2
4. Разработка принципиальной электрической схемы
Принципиальная электрическая схема разрабатывается исходя из приведенной выше структурной схемы устройства. В ней кроме микросхем основных блоков присутствуют различные вспомогательные цепи для питания синхронизации и согласования. Рассмотрим подробней все компоненты.
Микросхема КР1820ВЕ4 работает по программе, записанной во внешнем постоянном запоминающем устройстве. Адресное пространство ПЗУ объемом 1К 8 бит разбито логически на 16 страниц по 64 8-разрядных слова. В систему команд ОМЭВМ К1820ВЕ4 входят арифметические, логические команды, команды ввода/вывода, обращения к памяти, к регистрам, команды проверки.
Система команд насчитывает 58 команд: 31 однобайтовая и 27 двухбайтовых. Двухбайтовые команды выполняются за два машинных цикла, однобайтовые, за исключением команд LQID и JID, за один.
Функционирование.
Инициализация (начальный запуск) заключается в том, что очищается счетчик команд (в счетчик команд во всех разрядах записываются нули, что соответствует нулевому адресу ПЗУ) и очищаются регистры A, B, C, D, EN, G и SIO.
Вывод SR с каждым командным циклом задает системный синхроимпульс.
 |
Рис.3
Начальный запуск ОМЭВМ организуется автоматически при условии времени нарастания питания в пределах от 1 мкс до 1 мс. Если это время более 1мс, для обеспечения надежного запуска необходимо к входу RS подсоединить диод и RC цепочку, как показано на рис.1.
Постоянная времени RC-цепочки должна минимум в 5 раз превышать время установления питания. Вход RS реализован в виде триггера Шмидта и, если он не используется, то вывод должен быть подключен к UCC.
Низкий уровень должен быть приложен к входу RS на время, не меньшее трех машинных циклов, с тем, чтобы обеспечить надежный начальный запуск.
R10=10 кОм; С3=10 мкФ.
ОЗУ может быть очищено только программным способом. Первой командой (нулевой адрес ПЗУ) должна быть команда CLRA.
В микроЭВМ предусмотрены режимывнешней и внутренней синхронизации.
 |
Рис.4.
Режим внешней синхронизации, когда тактовые импульсы от внешнего генератора поступают на вход CKI.
В режиме внутренней синхронизации задающий генератор реализуется на выводах CKI и CKO по схеме, показанной на рис.4. Для частоты кварцевого резонатора BQ1 4 МГц R8=1 КОм, R9=1 МОм, С2=27 пФ.
В процессе функционирования по командам ввода/вывода данные на микроЭВМ могут поступать по магистралям IN, L, G, SI. Результаты обработки данных поступают на магистрали D, G, L, SO.