Разработка микропроцессорной системы. Разработка интерфейсных устройств ввода - вывода. Расчёт электрического сопряжения адресных цепей., страница 3

Также  МПС  должна  включать  модули  ОЗУ  и  ПЗУ (RAM  и  ROM),  а  также  энергонезависимого  RAM.  Их  ёмкость  будет  определена  позднее  исходя  из  карты  распределения  адресного  пространства  и  необходимой  ёмкости  для  программы  и  данных.  В  энергонезависимое  ОЗУ  записывается  текущее  состояние  регистров  микропроцессора.

Для  ввода  и  вывода  двоичных  значений (Х1 - Х4  и  Y1 - Y3) могут  быть  использованы  всего  лишь  7  разрядов,  входящие  в  состав  одной  микросхемы  параллельного  ввода / вывода (IOP).  В  данной  МПС  ввод  организуем  через  канал  А,  а  вывод - через  канал  В.

Для  ввода  аналоговых  значений  Х5 - Х7  используем  многоканальное  АЦП,  причём  необходимая  разрядность  будет  определяться  точностью  преобразования.  Так  как  в  данном  задании  максимальная  погрешность - 1%,  то  надо  брать  такую  разрядность (Nр),  чтобы  половина  веса  младшего  разряда  не  превышала  0,01 (1%  от  1).  Для  этого  подходит  АЦП с  Nр = 7 (тогда  половина  веса:  1/2 * 1/128 = 1/256 < 0,01),  но  так  как  больше  распространены АЦП  с  Nр = 8,10,12;  то  возьмём  Nр=8 - тогда  поолученная  погрешность  будет  иметь  значительный  запас (информация  подаётся  на  8  младших  разрядов  шины  данных).

Для  отображении  информации  о  текущем  состоянии  МПС  применим  элементы  индикации,  информация  на  которых  отображается  через  соответствующие  для  них  регистры.  Преобразование  чисел  в  код  для  индикации  и  его  засылку  на  регистры  будем  осуществлять  с  помощью  микропроцессора  .  Необходимо  отображать:  4  двоичных  сигнала  Х1 - Х4 (по  одному  светодиоду  на  каждый) и  одно  десятичное  число  с  фиксированной  запятой  Q4 (достаточно  трёх  цифровых  индикаторов).

Для  блока  клавиатуры,  содержащего,  кроме  кнопок,  ещё  и  регистры  сканирования  по  строкам  и  столбцам,  необходимо  19  замыкателей (кнопок):  16 - для  ввода  шестнадцатиричных  цифр  и  3 - для  управления (уставка,  вывод,  останов).  Имеется  на  пульте  управления  также  отдельно  стоящая  клавиша  сброса  МПС  в  начальное  состояние.

Необходимо  также  использование  контроллера  прерываний,  который  будет  обрабатывать  3  запроса (остальные  5  - зарезервированы):  IRQ0- от  аварийного  датчика;  IRQ1 - при  отказе  источника  питания;  IRQ2 - запрос  от  клавиатуры.

Для  задания  частоты  мигания  аварийного  датчика (светодиод) и  для  отсчёта  времени  ожидания  применим  3-канальный  таймер - счётчик,  но  будут  использованы  лишь  2  канала (третий - в  резерве).  Один  канал  будет  подавать  в  случае  необходимости  импульсы  с  частотой  2  Гц  на  индикатор  аварии,  а  второй - отсчитывать  время  задержки.  В  качестве  сигналов  отсчёта  счётчик  использует  PCLK = 1/2* CLK  от  системного  генератора.

Сигнал  сброса  и  тактовая  частота  CLK  формируются  в  генераторе  G.

К  периферийным  устройствам  информация  будет  подаваться  с  младших  8-и  разрядов  16-разрядной  шины  данных.


1.2.  Составление  карты  распределения  адресного  пространства  памяти  МПС  под  ОЗУ,  ПЗУ,  внешние  и  интерфейсные  устройства.

1.  Распределение  адресного  пространства  под  ОЗУ  и  ПЗУ.

В  ПЗУ  будут  расположены  основные  программные  модули  управления  МПС.  Так  как  по  сигналу  RESET  микропроцессор  переходит  на  команду  по  адресу  FFFF0Н,  то  разумнее  расположить  область  ПЗУ  в  конце  адресного  пространства  процессора,  а  по  адресу  FFFF0Н  записать  команду  перехода  на  модуль  начальной  инициализации  интерфейсных  устройств.   Так  как  в  данной  работе  нет  необходимости  использовать  всё  имеющееся  адресное  пространство  процессора (1 МБайт ),  то  можно  вообще  не  использовать  старшие  4  разряда  адреса  для  работы (доступное  адресное  пространство  составит  тогда  64 КБ ).  В  этом  случае  управление  при  перезагрузке  будет  передаваться  по  адресу  FFF0H.