logo
Микропроцессорная система на базе комплекта КР580

- Контроллер клавиатуры и дисплея КР580ВВ79.

Хотя этот микропроцессорный комплект был создан в восьмидесятых годах, он широко используется до сих пор и изучается в различных образовательных заведениях так как, изучив его, можно понять работу более сложных микропроцессорных систем.

Микропроцессор КР580 используется в различных системах с не высокими требованиями к производительности, и в тех системах, когда использование более мощных процессоров экономически не выгоден.

Данный курсовой проект необходим, для того чтобы учащиеся изучили основные элементы микропроцессорного комплекта, поняли их работу, научились самостоятельно строить микропроцессорные системы, научились находить неполадки и устранять их.

1. Описание используемых элементов

1.1 Микропроцессор кр580вм80

Процессор содержит 4500 транзисторов по технологии 6 мкм n-МДП Тактовая частота процессора КР580ВМ80 - 2 МГц. Каждая команда выполняется за 1..5 машинных циклов, каждый из которых состоит из 3..5 тактов. Средняя производительность 200..300 тыс. операций в секунду на частоте 2 МГц. Микропроцессор имеет раздельные 16-разрядную шину адреса и 8-разрядную шину данных. 16-разрядная шина адреса обеспечивает прямую адресацию внешней памяти объемом до 64 Кбайт и 256 устройств ввода/вывода.

Рисунок 1. Условное обозначение микросхемы КР580ВМ80

Таблица 1.Назначение выводов микропроцессора КР580ВМ80

Вывод

Обозначение

Назначение выводов

6,5,4,3,7,8,9,10

D0-7

Двунаправленная шина данных

25,26,27,29,30,31,32,33,34,35,

1,40,37,38,39,36

А0-15

Шина адреса

15,22

F1, F2

Тактовые сигналы

13

HOLD

Запрос захвата шин

14

INT

Запрос прерывания

23

READY

Готовность

12

RESET

Сигнал системного сброса

16

INTE

Разрешение прерывания

17

DBIN

Ввод с шины данных

18

WR

Запись

19

SYNC

Сигнал синхронизации

21

HLDA

Подтверждение захвата шин

24

WAIT

Ожидание или подтверждение состояния ожидания

11

-5V

-5В

20

+5V

+5В

28

+ 12V

+ 12В

2

GND

Общий

1.2 Генератор тактовых импульсов КР580ГФ24

Микросхема КР580ГФ24 - генератор тактовых сигналов фаз С1, С2, предназначен для синхронизации работы микропроцессора КР580ВМ80.

Генератор формирует:

- две фазы С1, С2с положительными импульсами, сдвинутыми во времени, амплитудой 12В и частотой 0,5 - 3,0МГц;

- стробирующий сигнал составляет STB длительностью не менее (Топ/9-15нс), где Топ - период тактовых сигналов опорной частоты;

- тактовые сигналы. С, синхронные с фазой С2, амплитудой уровня ТТЛ.

Рисунок 2. Условное обозначение микросхемы КР580ГФ24

Таблица 2. Назначение выводов генератора тактовых импульсов КР580ГФ24

Вывод

Обозначение

Назначение выводов

1

SR

Установки в исходное состояние микропроцессора и системы

2

RESIN

Установка 0

3

RDYIN

Сигнал "Готовность"

4

RDY

Сигнал "Готовность"

5

SYN

Сигнал синхронизации

6

C

Тактовый сигнал, синхронный с фазой С2

7

STB

Стробирующий сигнал состояния

8

GND

Общий

9

Ucc2

Напряжение питания +12В

10

C2

Тактовые сигналы -фазы С2

11

C1

Тактовые сигналы -фазы С1

12

OSC

Тактовые сигналы опорной частоты

13

TANK

Вывод для подключения колебательного контура

14, 15

XTAL1, XTAL2

Выходы для подключения резонатора

16

Ucc1

Напряжение питания +5В

1.3 Системный контроллер КР580ВК28

Микросхема КР580ВК28 - системный контролер, применяется в микропроцессорных системах на базе микропроцессора КР580ВМ80 для формирования управляющих сигналов.

Системный контролер формирует управляющие сигналы по сигналам состояния микропроцессора при обращении к ЗУ: RD и WR, при обращении к УВВ: RDI0 и WRI0, INTA, а также обеспечивает прием и передачу 8-разрядной информации между каналом данных микропроцессора.

Рисунок 3. Условное обозначение микросхемы КР580ВК28

Таблица 3. Назначение выводов системного контроллера КР580ВК28

Вывод

Обозначение

Назначение выводов

1

STB

Стробирующий сигнал состояния

2

HLDA

Подтверждение захвата

3

TR

Выдача информации

4

RC

Прием информации

5, 7, 9, 11, 13, 16, 18, 20

DB4, DB7, DB3, DB2, DB0, DB1, DB5, DB6

Канал данных системы

6, 8, 10, 12, 15, 17, 19, 21

D4, D7, D3, D2, D0, D1, D5, D6

Канал данных микропроцессора

14

GND

Общий

22

BUSEN

Управление передачей данных и выдачи сигналов

23

INTA

Подтверждение запроса прерывания

24

RD

Чтение из ЗУ

25

RDI0

Чтение из УВВ

26

WR

Запись в ЗУ

27

WRI0

Запись в УВВ

28

Ucc

Напряжение питания +5В

1.4 Контроллеры интерфейса RS 232

1.4.1 Микросхема КР580ВВ51

Микросхема КР580ВВ51-универсальна синхронный приемопередатчик, предназначен для аппаратной реализации последовательного протокола обмена между микропроцессором КР580ВМ80 и каналами последовательной передачи дискретной информации.

Микросхема преобразует параллельный код, получаемый от центрального процессора, в последовательный поток символов со служебными битами и выдает этот поток в последовательный канал связи с различной скоростью, а также выполняет обратное преобразование: последовательный поток символов в параллельный 8-разрядное слово.

Рисунок 4.1. Условное обозначение микросхемы КР580ВВ51

Таблица 4. Назначение выводов микросхемы КР580ВВ51

Вывод

Обозначение

Назначение вывода

1, 2, 5-8, 27, 28

D2-D7, D0, D1

Канал данных - обмен информацией между микропроцессором и микросхемой

3

RxD

Приемник микросхемы

4

GND

Общий

9

TxC

Синхронизации передачи

10

WR

Запись информации

11

CS

Выбор микросхемы

12

CO/D

Управление (данные)

13

RD

Чтение информации

14

RxRDY

Готовность приемника

15

TxRDY

Готовность передатчика

16

SYNDET/BD

Двунаправленный трех - стабильный программируемый ввод/вывод

17

CTS

Готовность внешнего устройства принять данные

18

TxEND

Конец передачи

19

TxD

Передатчик микросхемы

20

C

Синхронизация

21

SR

Установка исходного состояния

22

DSR

Готовность внешнего устройства передать данные

23

RTS

Запрос приемника внешнего устройства на прием данных

24

DTR

Запрос передатчика внешнего устройства на прием данных

25

RxC

Синхронизация приема

26

Ucc

Напряжение питания +5В

Таблица 4.1. Таблица истинности сигналов микросхемы КР580ВВ51

Сигналы на входах

Направление и вид информации

СО/D

RD

WR

CS

1

1

0

0

Канал данных системы управление

0

1

0

0

Канал данных системы данных

1

0

1

0

Канал данных системы состояния

0

0

1

0

Канал данных системы данных

Х

1

1

0

Высокоомныое состояние канала данных

Х

Х

Х

1

1.4.2 Таймер КР580ВИ53

Микросхема КР580ВИ53 -трехканальное программируемое устройство (таймер), предназначено для организации работы микропроцессорных систем в режиме реального времени. Программируемый таймер реализован в виде трех независимых 16-разрядных каналов с общей схемой управления. Каждый канал может работать в шести режимах.

Управляющее слово определяет режим работы канала, тип счета, формат чисел.

Рисунок 4.2. Условное обозначение микросхемы КР580ВИ53

Таблица 4.3. Назначение выводов микросхемы КР580ВИ53

Вывод

Обозначение

Назначение выводов

1-8

D7-D0

Канал данных

9, 15, 18

C0, C1, C2

Синхронизация каналов 0-2

10, 13, 17

OUT0, OUT1, OUT2

Сигналы каналов 0, 1, 2

11, 14, 16

CE0, CE1, CE2

Сигналы каналов 0, 1, 2

12

GND

Общий

19, 20

A0, A1

Сигналы выбора каналов 0, 1, 2

21

CS

Выбор микросхемы

22

RD

Чтение

23

WR

Запись

24

Ucc

Напряжение питания 5В

1.5 Контроллер прерываний КР580ВН59

Предназначен для организации обработки приоритетных 8-уровневых запросов прерываний от восьми внешних устройств. Контроллер КР580ВН59 был разработан для микропроцессорных систем, построенных только на основе микропроцессора КР580ВМ80. Контроллеры прерываний можно каскадировать для получения 64-уровневой системы прерываний.

Рисунок 5. Условное обозначение микросхемы КР580ВН59

Таблица 5. Назначение выводов КР580ВН59

Вывод

Обозначение

Назначение выводов

11,10,9,8,7,6,5,4

D0-7

Шина данных микропроцессора

3,2

RD/WR

Чтение/запись информации в регистры

27

А0

Разряд шины адреса микропроцессора

1

CS

Сигнал выбора кристалла

18,19,20,21,22,

23,24,25

IR0-7

Сигналы запросов прерываний от внешних устройств ввода/вывода

17

INT

Сигнал запроса прерываний, поступающий на микропроцессор

26

INTA

Сигнал подтверждения прерывания, поступающий от микропроцессора

16

SP/EN

Программирование ведомого/разрешения буфера

12,13,15

CAS0-2

Линии каскадирования

14

GND

Общий

28

Vcc

Питание

Таблица 5.1. Таблица истинности