Разработка микропроцессорной системы для управления объектом. Составление карты распределения адресного пространства, страница 5

Примечание: В случае выбора АЦП два младших разряда адреса используются для выбора одного из трех каналов АЦП, а в случае выбора регистра кода считывания клавиатуры два младших разряда адреса используются для выбора одного из 4-х столбцов матрицы клавиатуры при сканировании. Старшие разряды обеспечивают адресацию внешних устройств. Такое техническое решение упрощает схему устройства управления.

1.3. Разработка микропроцессорного модуля

Микропроцессорный модуль в соответствии с заданием строится на базе микроконтроллера AT89S8252 фирмы Atmel.

Схема электрическая принципиальная микропроцессорного модуля (MPM) изображена на рисунке 3.

Обращение к памяти. Цикл обращения к памяти выполняется за два машинных такта микроконтроллера. На первом такте на выходы порта Р0  поступает младший байт адреса ячейки памяти. Одновременно на выходы порта Р2 поступает старший байт адреса. Адреса на выходах портов сохраняются до момента следующего обращения к этим портам. На втором машинном такте на выходы порта Р0 может поступить байт данных для записи в выбранную ячейку памяти (режим записи) или на входы порта Р0 подается байт данных, прочитанный из выбранной ячейки памяти (режим считывания). Это обращение к порту Р0 уничтожит младший байт адреса. Поэтому его необходимо сохранить в буферном регистре. Для записи младшего байта служит строб сигнал ALE, вырабатываемый микроконтроллером на выводе 30.

В качестве буферного 8-разрядного регистра выберем микросхему КР1533ИР22. В данной МПС нет необходимости переводить линии  адреса на выходе регистра в третье состояние, т.к. микроконтроллер – единственное устройство, управляющее шиной адреса, поэтому вход  регистра заземлен.

Вывод  микроконтроллера подключается к питанию, т.к. ОМЭВМ   содержит внутреннюю память программ, которая будет использоваться.

Обработка прерываний. MPM осуществляет приём и обработку внешних сигналов прерываний INT1, INT2, поступающих на входы Р3.2 и Р3.3 микроконтроллера и обрабатываются внутренними обработчиками прерываний. Так как микроконтроллер содержит только 2 внутренних обработчика внешних сигналов прерываний, сигнал прерывания  от управляющих клавиш на клавиатуре поступает на вход Р3.5 микроконтроллера и инициализирует переполнение внутреннего счетчика Т/С1 микроконтроллера, что приводит к прерыванию и, соответственно, его обработке.

Организация шины управления ВС. Выбор всех внешних устройств МПС производится на основе таблиц распределения адресов. Для обращения к внешнему ПЗУ используется сигнал , формируемый микроконтроллером при выборке очередной команды на выводе 29. Старший бит адреса А15 используется для обращения к внешнему ОЗУ или к другим внешним устройствам. В частности, при А15=0 формируется сигнал  обращения к ОЗУ, а при А15=1 с помощью инвертора формируется сигнал выбора дешифратора, управляющего обращением к остальным внешним устройствам.

Для аппаратной реализации обращения к внешним устройствам (кроме модулей памяти) в соответствии с таблицей 4 распределения адресов,  используем 3-входовый дешифратор (DD3), на адресные входы 0, 1 и 2 которого подадим сигналы адресных разрядов А2, А3 и А4 соответственно. На инверсных выходах дешифратора при значении разряда адреса А15=1 будет формироваться сигнал выбора соответствующего внешнего устройства.

Инверсные сигналы записи  и чтения  для всех внешних устройств формируются микроконтроллером на выходах Р3.6 и Р3.7 (выводы 16 и 17 соответственно).

Для реализации схемы управления обращением к внешним устройствам выберем дешифратор DD3 типа КР1533ИД7 и логический элемент "НЕ" типа КР1533ЛН1 (DD4.1).

С выхода Р1.0 микроконтроллера (вывод 1) на световой индикатор аварийной сигнализации поступает сигнал ALARM, формируемый внутренним таймером Т3, работающим в режиме генератора внешних тактовых сигналов с требуемой частотой 2 Гц.

На вход RST микроконтроллера (вывод 9) поступает сигнал RESET от кнопки сброса на пульте управления.