9.Розробка електричної принципової схеми

9.1.Спряження мікропроцесора з генератором тактових імпульсів

Основний елемент мікропроцесорного модуля-мікропроцесор МП. Одним із основних критеріїв при виборі МП є швидкодія. Так як до системи,що проектується не пред’являються високі вимоги , то можна вибрати мікропроцесор з середньою швидкодією , наприклад, мікропроцесор мікропроцесорного комплекту МПК серії КР580. Мікропроцесорний комплекс КР580 є одним з поширених комплектів великих інтегральних схем (ВІС) , що дозволяє створювати ефективні обчислювальні пристрої , орієнтовані на реалізацію обчислювальних задач і пристроїв керування. Основу комплекту складає одно кристальний МП КР580ВМ80. Крім МП до складу серії КР580 входить велике число ВІС , що дозволяють відносно просто підключати до МП різноманітні пристрої, організовувати швидкий обмін інформацією між модулями мікроЕОМ. Схеми комплекту виконані по N-МОП технології, вхідні і вихідні сигнали відповідають рівням роботи ТТЛ-схем. МікроЕОМ побудована на базі комплекту , що працює з тактовою частотою до 2.5 МГц. Схеми програмуються за допомогою фіксованого набору команд МП ВІС КР580ВМ80. Мікропроцесорна ВІС КР580ВМ80 представляє собою одно кристальний 8-розрядний МП з двома магістралями: одно направленою 16-розрядною адресною магістраллю (МА), двонаправленою 8-розрядною магістраллю даних (МД) і 12 сигналами керування (шість вхідних і шість вихідних). МП застосовується в якості центрального процесора в пристроях обробки даних і керування . Канал адреси забезпечує пряму адресацію зовнішньої пам’яті обсягом до 65535 байт ,256 пристроїв введення і 256 виведення.

Мікропроцесорна ВІС розрахована на виконання логічних і арифметичних операцій із 8-розрядними числами в двійковій і десятковій

системах числення , а також операції з подвійною розрядністю (з 16-розрядними).

Проте окремий мікропроцесор не може виконати покладені на нього функції . МП виконує команди по машинним циклам , що у свою чергу виконуються по машинним тактам. Таким чином, необхідний пристрій, що генерує ці такти з визначеною частотою.

Цим пристроєм є генератор тактових імпульсів (ГТІ). У МПК серії функцію синхронізації роботи мікропроцесора виконує МС КР580ГФ24.

Розробку електричної принципової схеми починають з визначення з’єднання мікропроцесора КР580ВМ80 з ГТІ КР580ГФ24 (рис.9).

Для синхронізації мікропроцесора генератора КР580ГФ24 виробляє імпульси на виводах F1, з тривалістю тактового імпульсу рівною двом періодам опорної частоти, і F2, з тривалість імпульсу рівною п’ятьом періодам опорної частоти, з амплітудою 12 В. Опорна частота імпульсів визначається частотою кварцового резонатора BQ1, підключеним до виводів XTAL1 і XTAL2 мікросхеми КР580ГФ24. Його резонансна частота повинна бути в 9 разів більшою від вибраної тактової частоти мікропроцесора. На вході мікросхеми КР580ГФ24 RESIN за допомогою зовнішнього RC-ланцюга , зібраного на елементах R1=100кОм, R2=1кОм, C1=10мкФ і VD1, реалізується схема установки мікроЕОМ в початковий стан. При вмиканні перемикача SA1, ємність С1 замикається на землю, чим утвориться стрибок напруги на вході RESIN, який в свою чергу формує вихідний сигнал RESET.

Сигнал RESET використовується для встановлення у вихідний стан мікропроцесора та інших мікросхем мікропроцесорного регулятора.

Окрім того , генератор формує:

• серію тактових імпульсів F2 (ТТЛ), що мають логічний рівень напруги ТТЛ- логіки, частота яких може використовуватися як опорна для живлення каналів таймера;

• сигнал стропування стану при наявності на вході SYNC напруги високого рівня , що надходить з високого рівня, що надходить з виходу мікропроцесору на початку кожного машинного циклу. Сигнал STSTB застосовується для внесення інформації стану мікропроцесора в системний контролер при формуванні сигналів управління.