Разработка структурной, функциональной и принципиальной схем, страница 7


4.4. Выбор базового МПК

         Выбираемый МПК должен обладать развитой системой логико-арифметических операций, пересылок и операций ввода/вывода для связи с периферийными устройствами и центральным персональным компьютером (ПК). Помимо этого МПК должен обладать таймерами-счетчиками внешних событий, различными уровнями прерываний, ОЗУ и ПЗУ.[10]

         С этой точки зрения привлекает к себе внимание однокристальный микроЭВМ (ОМЭВМ), которые представляют собой устройства, конструктивно выполненные в виде одной БИС включающие все устройства, необходимые для реализации УЦОИ минимальной конфигурации: микропроцессор, внутренний генератор тактовых сигналов, ОЗУ, ПЗУ, платы ввода/вывода аналоговых сигналов, платы содержащие блоки последовательного и параллельного интерфейсов.

Предъявляемые требования:

         Объем внутренней памяти программ не менее 4Кбайт и ОЗУ данных 128 байт.

         Производительность МПК должна удовлетворять не менее: Mips=1/tн, Mips=5*105 1/сек.

         Для этой цели используется целый ряд МПК с производительностью 1Mips. Для этой цели выберем МПК семейства МК 51.

         Все МК этой серии выполнены по высококачественной n-МОП технологии. Использование данного комплекта обеспечивает увеличение объема памяти команд и памяти данных. Новые возможности ввода/вывода и периферийных устройств расширяют диапазон применения и снижают общие затраты системы. Однокристальный МЭВМ КР1816ВЕ51 содержит масочные, программируемое в процессе изготовления кристалла постоянного запоминающего устройства памяти программ емкостью 4Кбайта и рассчитанные на применение в массовой продукции за счет использования внешних микросхем памяти общий объем памяти программ может быть расширен до 64Кб. Это в свою очередь делает их дешевыми по сравнению с другими. Данный МПК содержит встроенное ОЗУ памяти данных емкостью 128Кбайт с возможностью расширения общего объема оперативной памяти до 256Кбайт за счет использования внешних микросхем ЗУПВ.

         Однокристальный МЭВМ КР1816ВЕ51 содержит все необходимые узлы для автономной работы:

         Центральный процессор, память программ объемом 64Кбайта, память данных объемом 128 Кбайт, четыре восьмиразрядные программируемые канала ввода/вывода, два 16 битовых многорежимных таймера/счетчика, систему прерываний с 5 векторами и двумя уровнями, последовательный интерфейс, тактовый генератор.

         В МЭВМ КР1816ВЕ51 предусмотрена возможность задания частоты внутреннего генератора с помощью кварца.

         МЭВМ КР1816ВЕ51 конструктивно выполнена в металлокерамическом корпусе, а так же в пластмассовом корпусе.

         Структурно МЭВМ КР1816ВЕ51 состоит из следующих основных функциональных узлов: блока управления, АЛУ, блока таймеров/счетчиков, блока последовательного интерфейса и прерываний, программного счетчика, памяти команд и данных. Двусторонний обмен информацией между функциональными блоками осуществляется с помощью внутренней 8-разрядной магистрали данных. Блок управления предназначен для выборки синхронизирующих и управляющих сигналов, обеспечивающих координацию совместной работы блоков однокристальной МЭВМ во всех допустимых режимах работы. В состав блока управления входят: устройство выборки временных интервалов, логика ввода/вывода, регистр управления потреблением, дешифратор команд, ПЛМ, логика управления ЭВМ. Устройство выборки временных интервалов предназначено для формирования и выдачи внутренних синхросигналов фаз, тактов и циклов. Количество машинных циклов определяет продолжительность выполнения команд. Логика ввода/вывода предназначена для приема и выдачи сигналов обеспечивающих обмен информацией однокристального МЭВМ с внешними устройствами. Регистр команд предназначен для записи и хранения восьмиразрядного кода операций выполняемой с помощью дешифратора команд преобразуется в 24-разрядный код для ПЛМ, с помощью которой вырабатывается набор микроопераций в соответствии с микропрограммой выполняемой команды.