Введение
На сегодняшний день в радиотехнике широкое применение получили устройства с применением программируемых микроконтроллеров семейства MCS-51. В данной курсовой работе будет разработан контроллер ОЗУ на базе микроконтроллера К1816ВЕ31. Тема весьма актуальна в связи с высокими темпами развития вычислительной техники, так как требуется применение блоков ОЗУ большого объёма, а так как такие блоки реализованы на нескольких микросхемах, то важно, чтобы не было сбойных ячеек памяти. Контроллеры ОЗУ на МК серии MCS-51 не уступают по скорости аналогичным устройствам на логических элементах и по размерам тоже. Применение микроконтроллера К1816ВЕ31 ограничивает его применение, так как он не имеет внутренней памяти программ. Поэтому применяется внешняя память программ, которая использует порты Р0 и Р2. Таким образом для реализации функционального назначения микроконтроллера остаются порты Р1 и Р3. Всего 16 входов/выходов. Так как разрабатываемый блок ОЗУ (8Кх8) разрабатывается на основе микросхем статического ОЗУ К537РУ13 (1Кх4), то количество микросхем равно 16. В данной лабораторной работе использован алгоритм контроля “Последовательная запись и считывание”. При данном объёме памяти этот алгоритм позволяет быстро и надёжно проверить микросхемы ОЗУ.
Описание работы схемы электрической принципиальной
В качестве внешней памяти программ взята микросхема К573РФ5. Это репрограммируемое ПЗУ с электрической записью информации и УФ-стиранием, выполнена по технологии n-МОП, объёмом 2Кх8 (микроконтроллер работает с байтовыми словами), напряжение питание 5В±5%, потребляемая мощность не более 580 мВт, имеет выход с тремя состояниями. Таким образом, она совместима с К1816ВЕ31 и имеет не плохие параметры. Регистр КР580ИР82 выбран по следующим требованиям: три состояния на выходе, поддержка режимов запоминания и передачи данных на выход, напряжение питания 5В, небольшая потребляемая мощность. Он этим требованиям удовлетворяет. Микросхема статического ОЗУ с асинхронным (не тактируемым) управлением объёмом 1Кх4 выполненная по технологии КМОП имеет напряжение питание 5В, высокое быстродействие, малую потребляемую мощность, инверсный вход CS.
Работа внешней ПП. Младшие 8 разрядов ША поступают с порта Р0 на регистр и микросхему ПЗУ (первые 8 разрядов). Оставшиеся разряды поступают с порта Р2 (0-2 биты) на микросхему ПЗУ (А8-А10). Данные с микросхемы ПЗУ поступают на порт Р0. Временные диаграммы показаны на рис. 1. Вначале работы на выходе Р0 и Р2 состояние Z, на выводе ALE логический ноль, на PME логическая единица. Тогда на выходах D0-D7 ПЗУ состояние Z. Когда необходимо прочитать байт из ПЗУ, на Р2 появляется старший байт адреса, а на Р0 младший. При появлении логической единицы на выходе ALE, производится запись младшего байта адреса в регистр (при этом на его выходе состояние Z). Далее на выводе ALE снова логический ноль, регистр хранит младший байт адреса, на Р2 старший байт адреса. При появлении логического нуля на выводе PME порт Р0 начинает работать как вход, а на выводах D0-D7 появляется байт данных, который поступает на вход микроконтроллера, при этом регистр не запоминает информацию. После того, как микроконтроллер считал информацию на выводе PME снова логическая единица, на выходе ПЗУ состояние Z.
Работа контроллера. Порт Р1 предназначен для последовательного вывода адреса ячейки ОЗУ, которая будет контролироваться. Порт Р3 является управляющим. Назначение его разрядов:
Р3.0 – режим запись/считывание ОЗУ (лог. 1 – запись, лог. 0 – считывание);
Р3.1 – стробирующий выход, разрешающий запись младшего байта адреса (1 – запись, 0 – хранение);
Р3.2 – стробирующий выход, разрешающий запись старшего байта адреса (1 – запись, 0 – хранение);
Р3.3 – вход проверки правильности записи фона нуля (0 – ячейка исправна, 1 – ячейка не исправна);
Р3.4 – вход проверки правильности записи фона единицы (0 – ячейка исправна, 1 -- ячейка не исправна);
Р3.5 – выход на индикатор;
Р3.6 – разрешение подачи сигнала фона на вход ОЗУ(0 – передача, 1 – на выходе состояние Z);
Р3.7 – сигнал фона.
Вначале работы контроллера на информационные входы ОЗУ ничего не подаётся (Р3.6=1). На порту Р1 появляется младший байт адреса и записывается в регистр разрешающим сигналом Р3.1. Потом на порту Р1 появляется старший байт адреса и записывается в регистр разрешающим сигналом Р3.2. Далее Р3.6 устанавливается в ноль и происходит запись фона в ОЗУ.
При считывании адрес формируется так же, но Р3.6 постоянно равен 1. Если все 8 ячеек контролируемой пары микросхем ОЗУ не выдадут записанную в них ранее информацию, то на выводе Р3.3 (если хотя бы одна из ячеек выдаст 1, при фоне 0) или на Р3.4 (если хотя бы одна из ячеек выдаст 0, при фоне 1). Если при проверке всех микросхем ОЗУ была найдена хотя бы одна сбойная ячейка, то после окончания проверки загорится светодиод.
Алгоритм работы программы
Программа начиная с первой ячейки ОЗУ записывает ноль в каждую последующую ячейку. Затем последовательно считывает 8-ми разрядное слово из ОЗУ. Производит контроль правильности его записи и сохраняет результат проверки.
Потом блок ОЗУ проверяется на правильность записи единицы в ячейки ОЗУ. Результаты также сохраняются.
Затем производится индикация результатов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.