Разработка микропроцессорной системы. Разработка интерфейсных устройств ввода - вывода. Расчёт электрического сопряжения адресных цепей., страница 8

Программируемый  контроллер  прерываний  реализуем  на  микросхеме  КР1810ВН59А.  Будут  задействованы  лишь  3  входа  запросов  прерывания  из  8  имеющихся.  Устанавливается  режим  простого  приоритета,  где  IRQ0 - имеет  наивысший  приоритет,  а  IRQ7 - самый  низкий.

Запрос  прерывания  от  аварийного  датчика  поступает  на  IRQ0,  при  отказе  источника  питания - на  IRQ1,  от  клавиатуры - на  IRQ2.

1.8.  Построение  временных  диаграмм  для  режима  чтения  из  ОЗУ.

Для  чтения  или  записи  в  данной  МПС  используется  лишь  один  цикл  работы  процессора.  Сигналы  управления  модулем  ОЗУ  при  этом  формируются,  в  основном,  из  разрядов  адреса.  Также  для  управления  используются  и  некоторые  управляющие  сигналы  микропроцессора.

Сигналы  адреса  приходят  на  вход  микросхем  памяти  с  задержкой  в  10,5  нс,  что  обуславливается  прохождением  их  через  внешний  регистр  адреса. 

Один  из  сигналов  выбора  кристалла  CS1  является  сигналом  M/IO  процессора,  и  так  как  он  так  же  защёлкивается  на  внешнем  триггере,  как  и  адрес,  то  его  задержка  будет  составлять  также  10,5  нс,  то  есть  придёт  он  одновременно  с  адресом.

Второй  сигнал  выбора  CS2  проходит  более  длинный  путь  своего  формирования.  Относительно  адреса,  уже  пришедшего  на  микросхемы  памяти,  будет  ещё  дополнительная  задержка  на  схемах  обрамления,  которая  составит  17 нс.

И  только  после  формирования  второго  сигнала  выбора  CS2  будет  произведена  выборка  данных  по  адресу.  Через  200  нс  после  этого  данные  появяться  на  выводах  микросхем  памяти,  а  ещё  через  незначительную  задержку - на  входе  микропроцессора.

Аналогичным  образом  строится  диаграмма  записи  данных  в  ОЗУ.  Основным  отличием  здесь   будет  только  то  что  не  надо  ожидать  данных  из  ОЗУ,  а  наоборот - подавать  туда  данные.

Временная  диаграмма  чтения/записи  из  ОЗУ  приведена  на  рис. 2.

1.9.  Расчёт  электрического  сопряжения  адресных  цепей.

Проведём  сопряжение  только  для  одного  разряда  ША (для  наиболее  часто  используемого  А0),  характеристики   же  всех  остальных  разрядов  будут  аналогичны  нулевому.  Проведём  сопряжение  по  токам (высокого  и  низкого  уровней) и  по  ёмкостям.  Для  этого  выпишем  сначала  входные  токи  и  ёмкости  всех  микросхем,  подключенных  к  шине  адреса.

К  шине  адреса  подключены  2  микросхемы  КР580ВВ55А,  которые  имеют  следующие  параметры:  I_IL = I_IH = 300 мкА,  C_I = 30 пФ.  Также  подключено  две  микросхемы  ОЗУ,  имеющие  следующие  данные:  I_IL = I_IH = 5 мкА,  C_I = 10 пФ.  Для  двух  микросхем  ПЗУ:  I_IL= 650 мкА,  I_IH=30 мкА,  С_I=10 пФ.  К  шине  адреса  также  подключены  4  регистра  КР1554ИР22,  которые  имеют  следующие  параметры: I_IL = I_IH = 1 мкА,  C_I = 4,5 пФ.  Для  счетчика - таймера  и  контроллера  прерываний  возьмём  параметры  параллельного  интерфейса.  Подсоединённый  к  ША  многоканальный  АЦП  имеет  по  входу  такие  данные:  I_IL = I_IH = 30 мкА,  C_I = 10 пФ.  Учтём  также  подключение  системных  дешифраторов  памяти  и  внешних  устройств,  которые  по  входу  имеют  параметры  серии  КР1554 (см. ранее). Это  основная  масса  микросхем,  подключенных  к  0-му  разряду  шины  адреса.

Используя  приведённые  данные,  проведём  расчёт  условий  сопряжения  по  токам:

I_OH ³ å I_IH ; I_OL ³ å I_IL ;

где  å I_IH  и  å I_IL - сумма  входных  токов  всех  микросхем,  куда  идёт  адресная  шина.

Для  внешнего  регистра - защёлки  адреса,  выполненного  на  серии  КР1554: I_IH = 24 мА ; I_OL = 24 мА ;  C_{L lim} = 500 пФ.  Тогда:

å I_IH = (3 * 300 +2*300+2*30+2* 5 + 4*1 +30 + 2*1) мкА = 1606 мкА.

То  есть  условие  для  токов  в  состоянии  “1”  (24 мА > 1606 мкА ) выполняется.

Для  токов  в  состоянии  “0”:

å I_IL = (3 * 300+2*300+2*650+2*5+4*1+30+2*1) мкА = 2846 мкА.  То  есть  и  здесь  условие  сопряжения (24 мА > 2846 мкА) - выполнено.