Разработка микропроцессорной системы. Разработка интерфейсных устройств ввода - вывода. Расчёт электрического сопряжения адресных цепей., страница 6

Это  ОЗУ  организуем  также,  как  и  энергонезависимое.  Для  этого  питание  подадим  и  с  шины  питания,  и  с  батарейки.

Для  полного  представления  модуля  памяти  необходимо  выбрать  ещё  дешифратор,  способный  различать  обращения  к  ПЗУ,  ОЗУ  и  энергонезависимому  ОЗУ (при  обращении  к  ПЗУ  15-ый  разряд  адреса  всегда  установлен  в  “1”,  а  при  обращении  к  ОЗУ - в  “0” - на  этом  и  основан  принцип  действия  дешифратора).

В  схеме  резистор  R (МЛТ-0,25-4,7 кОм ±5%) служит  для  сопряжения  ТТЛ - уровней  ПЗУ  с  КМОП - уровнями.

Самыми  медленно  работающими  устройствами  в  модуле  памяти  будут  микросхемы  ПЗУ.  Поэтому  задержкой  на  них  будет  определяться  и  быстродействие  всей  МПС.  У  микросхемы  КР568РЕ3  время  цикла  составляет  800  нс,  и  если  учесть  задержку  на  дешифраторе,  то  это  время  всё-равно  не  превысит  2000  нс (с  большим  запасом).  Так  как  в  один  цикл  обмена  микропроцессора  входят  4  такта,  то  тактовая  частота,  которую  можно  подавать  на  процессор  без  опасения  сбоя,  составит:  4*(1/2000нс) = 2 МГц.  Эту  частоту  и  возьмём  за  тактовую  для  микропроцессора.  Здесь  ОЗУ  успевает  выставить  данные  и  за  1  такт (остальные  такты  в  резерве  на  случай  увеличения  времени  цикла  ОЗУ).

1.5.  Разработка  интерфейсных  устройств  ввода - вывода.

Этот  блок  должен  обеспечивать  ввод  четырёх  дискретных  величин  Х1 - Х4  и  трёх  аналоговых,  а  также  вывод  трёх  дискретных  Y1 - Y3  и  одной  аналоговой  Y4.

Для  ввода  и  вывода  дискретных  величин  лучше  всего  применить  микросхему  КР580ВВ55А - программируемое  устройство  ввода / вывода  параллельной  информации.

Канал  А  будем  использовать  для  ввода дискретной  информации,  канал  В - для  вывода,  канал  С - зарезервирован  для  подачи  управляющих  сигналов  на  другие  устройства  МПС.

Для  ввода  аналоговых  значений  Y1 - Y3  можно  взять  8-канальное  АЦП  К572ПВ4,  у  которого  будут  использованы  только  3  канала.  Это  АЦП  подключим  непосредственно  к  ШД.

Для  обеспечения  вывода  аналогового  сигнала  нужен  8-разрядный  регистр,  подключенный  для  приёма  информации  с  шины  данных,  и  ЦАП,  обеспечивающий  нужную  точность  преобразования.  В  качестве  регистра  возьмём  микросхему  КР1554ИР22,  управление  от  DCIO  будет  через  инвертор  подано  на  С,  а  Е  будет  заведено  на  землю.

В  качестве  ЦАП  возьмём  микросхему  К572ПА1А.  Это  10-разрядный  ЦАП,  характеристики  которого  удовлетворяют  условиям  задания (будем  использовать  только  его  младшие  8  разрядов).  Управляющих  сигналов  на  эту  микросхему  не  подаётся.

За  внешний  операционный  усилитель  можно  взять  КР140УД8,  так  как  он  предназначен  для  работы  от  источника  питания  +5В,  что  совпадает  с  уровнем  для  основной  массы  микросхем  и  не  требует  дополнительных  затрат  на  другие  источники.

Построение  системного  дешифратора (DCIO)  для  выбора  этих  периферийных  устройств  осуществляется  очень  просто.  Так  как  адреса  устройств  различаются  разрядами  8 - 10,  то  вполне  можно  взять  в  качестве  системного  дешифратора  дешифратор  3х8.  Реализовать  такое  устройство  нетрудно  с  помощью  двух  дешифраторов  2х4  К1554ИД14.

1.6.  Разработка  пульта  управления.

Пульт  управления  состоит  из  элементов  индикации  и  клавиатуры.

Рассмотрим  сначала  построение  блока  элементов  индикации.  Исходя  из  карты  распределения  адресного  пространства  этих  элементов  должно  быть  3 (это  цифровые  индикаторы  - отображения  Q4,  для  которого  достаточно  трёх  знаков  для  достижения  нужной  точности),  также  в  качестве  элементов  индикации  выступают  4  светодиода  для  индикации  дискретных  значений  Х1 - Х4.  В  качестве  цифрового  индикатора  возьмём  АЛ305А,  который  обладает  высоким  уровнем  яркости (350  кд/м2) и  светится  красным  цветом.  Управлять  свечением  будем  с  регистра  КР1554ИР22.  Этот  регистр  изготовлен  по  технологии  КМОП  и  сможет  обеспечить  подачу  на  индикатор  достаточного  тока  (Iвых=24 мА,  а  нужно  20 мА).  Таким  образом,  индикация  одной  цифры  будет  производиться  с  использованием  пары  “регистр - индикатор”.