Изучение устройства и принципов работы программируемого таймера КР580ВИ53

                     Содержание

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ ПРОГРАММИРУЕМОГО ТАЙМЕРА КР580ВИ53 … 2

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ ПРОГРАММИРУЕМОГО ТАЙМЕРА КР580ВИ53

Цель работы: изучение организации программно-аппаратных временных задержек и формирования сигналов с различными временными параметрами.

Краткие сведения из теории

Для получения программно-управляемых временных задержек и выполнения времязадающих функций в МП системах, построенных на основе МП КР580, применяется микросхема программируемого интервального таймера КР580ВИ53. Микросхема может использоваться в качестве:

1.  источника прерывания по окончании счета (режим 0);

2.  ждущего мультивибратора с программируемой длительностью импульса (режим 1);

3.  программируемого делителя частоты с фиксированной длительностью паузы между импульсами (режим 2);

4.  генератора меандра (режим 3);

5.  формирователя одиночного стробирующего импульса с программно - управляемой задержкой (режим 4);

6.  формирователя одиночный стробирующего импульса с аппаратно - управляемой задержкой (режим 5).

Микросхема таймера содержит три канала, которые работают и программируются независимо друг от друга. Работа каждого канала может управляться внешним разрешающим сигналом СЕ.

Таймер (рис. 1) содержит буфер канала данных, общую схему управления и три рабочих канала (0, 1, 2). Каждый канал содержит 16-разрядный счетчик, 8 -разрядный регистр режима и схемы управления и синхронизации в канале.

Счетчики каналов работают в режиме вычитания в двоичном или двоично-десятичном коде.  Начальные значения счетчиков (1 или 2 байта) загружаются через 8-разрядную шину данных ШД и буфер данных. Режимы работы счетчиков задаются путем занесения управляющих слов в регистры режима (РР) каналов.

Счетные импульсы с тактового генератора или от других внешних устройств поступают на тактовые входы C0, C1, C2. Разрешение счета производится при наличии сигнала 1 на разрешающих входах CE0, СЕ1, СЕ2. При равенстве нулю содержимого какого-либо счетчика вырабатывается один из выходных сигналов конца счета OUT0, OUT1, OUT2. В процессе работы счетчиков их содержимое может быть считано на шину данных МП системы. Считывание содержимого регистров режима невозможно.

Адресация счетчиков и регистров режима осуществляется с помощью 2-разрядного кода, поступающего по адресным линиям А0, А1 с шины адреса МП. Режим обращения к выбранному устройству устанавливается сигналами на инверсных входах записи WR или чтения RD (табл. 1). Для выбора микросхемы используется инверсный вход CS, на который поступает сигнал с дешифратора адреса.

    Таблица 1

Основные операции над КР580ВИ53

Операция	Сигналы управления					Операции
	А1	А0	RD	WR	CS
Чтение	0	0	0	1	0	Чтение счетчика 0
	1	0	0	1	0	Чтение счетчика 1
	0	1	0	1	0	Чтение счетчика 2
Запись	0	0	1	0	0	Загрузка счетчика 0
	1	0	1	0	0	Загрузка счетчика 1
	0	1	1	0	0	Загрузка счетчика 2
	1	1	1	0	0	Загрузка РР
Отключение	Х	Х	1	1	0	Передачи нет
	Х	Х	Х	Х	1	ШД и порты в высокоомном состоянии

Инициализацию канала таймера осуществляют, засылая управляющее слова в регистр режима по адресу А1=А0=1, используя для этого команду вывода данных OUT. Формат управляющего слова приведен на рис.2.

В управляющем слове отдельные разряды или группы разрядов выполняют следующие функции:

ü D7, D6 – служат для выбора канала таймера в регистр режима которого должно быть записано управляющее слово (разряды D7, D6 определяют внутренний адрес РР канала). Счетчики всех трех каналов независимы друг от друга, могут иметь различные режимы работы и различные форматы счета (двоичный или двоично – десятичный).

ü D5, D4 – определяют сколько и какие байты (младший  или старший) будут записаны/считаны из счетчика соответствующего канала или позволяют осуществить операцию чтения текущего содержимого счетчика  без приостановки счета. Считывание содержимого любого счетчика может быть выполнено двумя способами. В первом случае считывание осуществляется одной или двумя командами ввода IN в зависимости от значений разрядов D4, D5 управляющего слова. В этом случае необходимо приостановить счет на время чтения путем подачи нулевого уровня на вход СЕ (кроме режима 1), либо с помощью дополнительных логических схем блокировать поступление тактовых сигналов на вход канала. Во втором случае чтение осуществляется без останова работы счетчика (при двух байтах – начиная с младшего). Для этого в таймер заносится управляющее слово разряды которого равны D4=D5=0. Значения разрядов D3 – D0 при этом не имеют значения. Содержимое выбранного счетчика копируется в специальный буфер, откуда считывается обычным путем. В любом случае операция считывания (1 или 2 байта) должна быть проведена полностью. При записи вслед за управляющим словом загружается начальное значение счетчика канала. В том случае если оно двухбайтное, байты заносятся последовательно, с помощью двух команд OUT при неизменном адресе на входах А0 и А1,причем вначале загружается младший байт, а затем старший.

ü D3, D2, D1 – задают один из шести возможных режимов работы.

ü D0 – предназначен для задания формата счета - в двоичном или двоично-десятичном коде. Максимальное начальное значение счетчика в двоичном коде – 2¹⁶ = 65536, в двоично – десятичном (код 8-4-2-1)  - 10⁴ = 10 000. Загрузка в счетчик канала информации в виде нулей (0000h) позволяет получить максимальную величину счета. Счетчики каналов осуществляют счет в режиме вычитания (уменьшают в каждом такте первоначально загруженное содержимое счетчика). Максимальная частота импульсов на тактовых входах таймера (С0, С1, С2) составляет 2 МГц.

Имеющийся в каждом канале вход разрешения счета CE по разному воздействует на процесс счета в различных режимах работы канала (табл. 2).

Таблица 2

Функции сигнала СЕ

Режимы работы таймера

Режим 0 (источник прерывания по окончании счета)

В этом режиме счетчик функционирует как программируемый таймер. Сразу после занесения управляющего слова на выходе канала OUT появляется низкий уровень, который сохраняется после загрузки в счетчик начального значения n и в процессе уменьшения содержимого счетчика до тех пор, пока его содержимое не будет равно 0. Вычитание в счетчике происходит под действием импульсов с периодом T, поступающих на вход С при наличии разрешающего сигнала высокого уровня на входе СЕ. В дальнейшем высокий уровень  на выходе канала сохраняется до тех пор, пока канал не будет перезагружен управляющим словом или значением счетчика (рис. 3, 4). Если занесение в счетчик нового значения производится во время счета, то после записи первого байта счет останавливается, а после записи второго байта

счет возобновляется с нового начального значения.

Режим 1 (ждущий мультивибратор с программируемой длительностью импульса)