Выбор элементной базы

Для создания схемы электрической принципиальной универсального одноплатного микроконтроллера в курсовом проекте используются интегральные микросхемы серий КР1816, КР580, КР573. Серия КР580 представлена микросхемами, имеющими большое функциональное значение в схеме электрической принципиальной центрального процессора.

Однокристальная ЭВМ представлена БИС КР1816ВЕ35. Серия КР1816 разрабатывается по n-МДП технологии. ОЭВМ КР1816 предназначена для использования в качестве микроконтроллера для которого требуются короткие программы отладки программ управления на стадии разработки и внедрения. ИМС КР1816 имеет 12-разрядный счетчик команд. ОЭВМ содержит на своем кристалле ОЗУ 64 байта. ИМС не имеет ПЗУ, но имеется возможность расширения ПЗУ. Условное графическое обозначение (УГО) представлена на рис. 2.

Адаптер параллельного интерфейса построен на ИМС КР580ВВ55А, который обеспечивает стробированный и нестробированный ввод/вывод информации по параллельным каналам связи, сбор данных с внешних измерительных устройств и (или) управление исполнительными устройствами.

Микросхема КР580ВВ55А — программируемое устройство ввода/вывода параллельной информации, применяется в качестве элемента ввода/вывода общего назначения, сопрягающего различные типы периферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации. Условное графическое обозначение микросхемы приведено на рис. 3. Назначение выводов приведено в таблице 2.

Обмен информацией между магистралью данных систем и микросхемой КР560ВВ55А осуществляется через 8-разрядный двунаправленный трехстабильный канал данных (D). Для связи с периферийными устройствами используются 24 линии вводам/вывода, сгруппированные в три 8-разрядых канала ВА, ВВ, ВС, направление передачи информации, и режимы работы которых определяются программным способом.

Таймер построен на ИМС КР580ВИ53, он необходим для измерения временных интервалов (частоты, периода, длительности) или подсчета числа событий. Один из счетчиков микросхемы (нулевой) служит для задания тактовой частоты приемника и передатчика адаптера последовательного интерфейса.

Условное графическое обозначение представлено на рис. 4.

Микросхема КР580ВИ53 — трехканальное программируемое устройство (таймер), предназначено для организации работы микропроцессорных систем в режиме реального времени. Микросхема формирует сигналы с различными временными параметрами. Программируемый таймер (ПТ) реализован в виде трех независимых 16-разрядных каналов с общей схемой управления. Каждый канал может работать в шести режимах. Программирование режимов работы каналов осуществляется индивидуально и в произвольном порядке путем ввода управляющих слов в регистры режимов каналов, а в счетчики—запрограммированного числа байтов.

Управляющее слово определяет режим работы канала, тип счета (двоичный или двоично-десятичный), формат чисел (одноили двухбайтовый).

Обмен информацией с микропроцессором осуществляется по 8-разрядному двунаправленному каналу данных.

Контроллер клавиатуры и индикации обслуживает индикаторное табло, опрашивает органы управления или состояния датчиков. Контроллер построен на ИМС КР580ВВ79.

Микросхема КР580ВВ79 — программируемое устройство, может применяться и как самостоятельное устройство при выполнении требований, предъявляемых к электрическим и временным параметрам. Условное графическое обозначение представлено на рис. 5.

Микросхема состоит из двух функционально автономных частей: клавиатурной и дисплейной.

Клавиатурная часть обеспечивает ввод информации в микросхему через «линии возврата» RET7—RETO с клавиатуры (клавиатурная матрица объемом 8 слое Х 8 разрядов с возможностью расширения до 4Х8 слов Х 8 разрядов) и матрицы датчиков (8 слов Х 8 разрядов), а также ввод по стробирующему сигналу (8 слов Х 8 разрядов). Для хранения вводимой информации в микросхеме предусмотрен обратный магазин — оперативное запоминающее устройство (ОМ—ОЗУ) емкостью 8 байт Микросхема позволяет отображать информацию на всех известных в настоящее время типах дисплеев (дисплеи накаливания, со светоизлучающими диодами и др.).

Наличие выходной линии запроса прерывания INT и режима чтения внутреннего состояния позволяют использовать данную микросхему в системах с прерыванием и последовательным опросом внешних устройств. Микросхема допускает одновременное выполнение функций ввода/вывода и рассчитана по выводу INT на прямое подключение к шинам микропроцессоров КР580ВМ80А и КМ1810ВМ86.

Применение микросхемы КР580ВВ79 в системах позволяет полностью освободить микропроцессор от операций сканирования клавиатуры и регенерации отображения на дисплее.

Регистр-защелка фиксирует байт адреса внешнего ЗУ. Регистр представлен ИМС КР580ИР82.

Микросхема КР580ИР82 — 8-разрядный адресный регистр, предназначен для связи микропроцессора с системной шиной; обладает повышенной нагрузочной способностью. Микросхема КР580ИР82 — 8-разрядный регистр-«защелка» без инверсии и с тремя состояниями на выходе.

Условное графическое обозначение микросхем приведено на рис. 6.

Микросхема состоит из восьми одинаковых функциональных блоков и схемы управления. Блок содержит D-триггер-«защелку» и мощный выходной вентиль без инверсии или с инверсией. При помощи схемы управления производится стробирование записываемой информации и управление третьим состоянием мощных выходных вентилей.

Память программ строится на ИМС К573РФ2. К573РФ2 представляет собой многократное программируемое ПЗУ, выполненное по ЛИЗМОП технологии. Стирание записанной информации производится с помощью ультрафиолетового облучения. Емкость ИМС 573РФ2 составляет 2К*8 бит. Условное графическое обозначение микросхемы приведено на рис. 7.

Индикация ПЗУ осуществляется с помощью микросхемы АЛС324Б. Данная ИМС представляет собой семисегментный цифровой индикатор, красного цвета свечения. Условное графическое обозначение представлено на рис. 8.

Схема контроля построена на ИМС К155ЛП5. Данная микросхема является логическим элементом «сложения по модулю 2». Условное графическое обозначение показано на рис. 9.