Микроконтроллер MCS 296
После включения ЭМ1 сигнал RST удерживается в состоянии 0 для сброса КДОЗУ. Программирование осуществляется при помощи сигналов ML, R0−12, C0−12, ECAS и RFIP (временная диаграмма, рисунок 2). По окончании программирования контроллер переходит в 40-миллисекундный период инициализации, после чего он будет доступен для работы. Карта адресного пространства микроконтроллера составляет 16 МБ и ДОЗУ… Читать ещё >
Микроконтроллер MCS 296 (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
- Содержание
- 1. Описание микроконтроллера MCS_296 2
- 2. Подключение ЖК-индикатора 2
- 3. Подключение динамического ОЗУ 3
- 4. Подключение АЦП 4
- 5. Подключение клавиатуры 4
- 6. Карта адресного пространства 5
- 7. Межмашинный обмен через «Почтовый ящик» 6
- Заключение 8
- Список использованных источников 9
1. Описание микроконтроллера MCS296
MCS296 фирмы Intel является 16 — битным микроконтроллером с конвейерной архитектурой и встроенными возможностями цифровой обработки сигналов — DSP_сопроцессор.
2. Подключение ЖК-индикатора
В данном проекте в качестве индикатора на жидких кристаллах используется модуль ITM_2002K2SR. Этот модуль состоит из БИС контроллера управления и ЖК-панели. Контроллер управления KS0066 фирмы SAMSUNG.
Модуль позволяет отображать 20 символов в одной строке при матрице символа 6×10 и курсор. Между символами имеются интервалы шириной в одну отображаемую точку. Каждому отображаемому на ЖКИ символу соответствует его код в ячейке ОЗУ модуля.
Для соединения ЖКИ-модуля с управляющей системой используются порты ввода / вывода микроконтроллера, на которых формируется 8_разрядная (PD0_PD7) шина «команды / данные». Управляющие сигналы P_RS (выбор регистра команды / данные), P_R/W (направление передачи данных: P_R/W =0 — запись в память индикатора, P_R/W =1 — считывание из памяти индикатора) и P_E (строб, сопровождающий сигналы на шине «команды / данные») формируются программно на обычных линиях ввода / вывода микроконтроллера. Запись информации в ЖКИ-модуль происходит по спаду сигнала P_E. Три вывода 14_контактного разъема (VSS, VDD, V0) предназначены для подачи питающего напряжения и напряжения смещения, которое управляет контрастностью дисплея.
Контроллер ЖК-модуля после приема байта команды или байта данных требует некоторого времени для обработки полученной информации, в течение которого не может проводить передачу.
3. Подключение динамического ОЗУ
Для подключения динамической памяти объемом 16 Мбайт к микроконтроллеру используется контроллер динамической памяти KP8441−40 фирмы National Semiconductor. KP8441−40 позволяет подключать до 16 Мбайт ДОЗУ. Контроллер синхронизирован с MCS296 на тактовой частоте 40 МГц. В качестве ДОЗУ была найдена микросхема HYB 316 5160AT (L) — 40/-50/-60 с организацией 4 М х 16 фирмы SIEMENS.
Для начала работы с ДОЗУ необходимо сбросить контроллер KP8441−40. Для сброса сигнал RST должен быть активен не менее 16-ти положительных фронтов тактовой частоты (временная диаграмма, рисунок 1).
После включения ЭМ1 сигнал RST удерживается в состоянии 0 для сброса КДОЗУ. Программирование осуществляется при помощи сигналов ML, R0−12, C0−12, ECAS и RFIP (временная диаграмма, рисунок 2). По окончании программирования контроллер переходит в 40-миллисекундный период инициализации, после чего он будет доступен для работы.
Чтение/запись динамической памяти может проводиться в синхронном и асинхронном режимах. В данной работе будет использоваться асинхронный режим. Сигнал готовности — DTCK.
Карта адресного пространства микроконтроллера составляет 16 МБ и ДОЗУ 16МБ, поэтому её не хватит для других внешних устройств. Для решения этой проблемы запрограммируем сигнал CS0 который будет выбирать банк памяти, если он равен 0 — это означает, что идёт обращение к ДОЗУ, если 1 — к другим внешним устройствам.
Микроконтроллер устанавливает сигнал RD=0, говоря о том, что происходит цикл чтения, CS0 установкой в 0, КДОЗУ отвечает установкой RAS в 0 по первому же положительному фронту, на R0−12 — устанавливается адрес строки динамической памяти, в следующем такте устанавливается CAS =0, а на С0−12 — адрес столбца и устанавливается DTACK = 0.
Цикл записи (временная диаграмма, рисунок 4) аналогичен чтению, за исключением установки WR=0.
Регенерация динамической памяти производится автоматически самим контроллером. Каждый раз, когда требуется регенерация, контроллер ожидает завершения цикла обмена данными. По окончании цикла чтения / записи, контроллер формирует сигнал запроса регенерации RFRQ=0. В следующем такте выставляется сигнал RFIP=0 (идёт регенерация). В третьем такте устанавливается RAS=0. Через два такта сбрасывается запрос на регенерацию RFRQ=1, и потом сбрасываются RFIP и RAS (установкой в 1). Таким образом, цикл регенерации занимает 6 тактов (временная диаграмма, рис. 3). Может возникнуть такая ситуация, что контроллер начнёт регенерацию, а мы — цикл чтения / записи. Для исключения такой ситуации RFRQ заводится на вход EXTINT0 микроконтроллера. Таким образом, при появлении RFRQ=0 процессор прерывает выполнение программы чтения / записи и ожидает окончания регенерации. Признаком окончания цикла регенерации служит RFIP=1.
4. Подключение АЦП
С помощью сигналов A, B, C, D (поступающих на входы мультиплексора) микроконтроллер канал, далее информация из выбранного канала поступает на вход одноканального и 16 разрядного АЦП (для его запуска устанавливается сигнал convst = 0), когда данные готовы АЦП устанавливает сигнал NMI =0, что вызывает прерывание микроконтроллера и считывания их.
5. Подключение клавиатуры
Клавиатура построена для организации опроса значения клавиш методом сканирования. Клавиатура доступна при установке сигнала CSKEY=0. При CSRW=0 доступна старшая половина бит регистра клавиатуры на запись, при CSRD=0 доступен весь регистр клавиатуры на чтение.
6. Карта адресного пространства
Микроконтроллер MCS296
FFFFFFH Внешняя память FFF800H | ||
FFF7FFH Внешнее ПЗУ FF2080H (адрес начального пуска) | ||
FF207FH Внешнее SPM FF2000H | ||
FF1FFFH Внешняя память FF0400H | ||
FF03FFH Резерв 70 0000H | ||
6FFFFFH АЦП 50 0000H | ||
4FFFFFH Клавиатура 40 0000H | ||
3FFFFFH ЖКИ 30 0000H | ||
2FFFFFH ОЗУ ПЯ 20 0000H | ||
1FFFFFH Резерв 1 0000H | ||
00FFFFH Внешнее ОЗУ 00F800H | ||
00F7FFH Внешняя память 00F000H | ||
00EFFFH Внешняя память 2000H | ||
001FFFH SFR 001F00H | ||
001EFFH Резерв 001C00H | ||
001BFFH Внешняя память 400H | ||
0003FFH Резерв 200H | ||
0001FFH Регистровый файл 00H | ||
FFFFFFH ДОЗУ 00H | ||
7. Межмашинный обмен через «Почтовый ящик»
Суть метода: есть арбитр, который контролирует доступ к ОЗУ и открывает шины данных, адреса и управления. Машина, которая хочет обменяться информацией, выставляет запрос на захват ОЗУ REQ=0. Если ресурс свободен, арбитр подтверждает запрос и открывает шины для обмена информацией. Если ресурс занят, машина будет ждать, пока не освободится.
Арбитр представляет из себя кольцевой счётчик. Т. е. выход с генератора тактовой частоты поступает через элемент «или» на вход счётчика. Выход данных счётчика поступает на дешифратор. Каждому выходу дешифратора соответствует своя машина. В результате получается, что «нолик бегает по кругу». При поступлении запроса от соответствующей машины, генератор импульсов останавливается и производится обмен. По окончании обмена остановка снимается. Если приходят два или более запросов одновременно, то право на захват ресурса получит та машина, номер которой в данный момент поступает на вход дешифратора.
Заключение
В данной работе была разработана схема межмашинного обмена через ОЗУ «Почтовый ящик» ёмкостью 4 Кб 8_х элементарных машин. В качестве элементарных машин использовались однокристальные ЭВМ MCS296, к каждой из которых было подключено динамическое ОЗУ ёмкостью 16 Мбайт, ЖКИ, АЦП и клавиатура.
Список использованных источников
1. Кудрявцев А. В. Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Микропроцессорные системы». — Уфа: УГАТУ, 1996 — 74 с.
2. Куприянов М. С., Матюшкин Б. Д. и др. Справочник «Техническое обеспечение цифровой обработки сигналов» — Санкт-Петербург: «Наука и техника», 2000. — 752 с.
3. Шило Справочник по интегральным микросхемам. Справочник. — М.: «Радио и связь», 1986 — 343 с.
4. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Справочник «Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах» — М: «Радио и Связь», 1990 — 304 с.
5. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. «Цифровые устройства» — М: «Политехника», 1996 — 878 с.
6. Конденсаторы: Справочник/И.И. Четвертков. _ М.: Радио и связь 1993. — 392 с.
7. ГОСТ 2.707 — 81. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники. — М.: Изд — во стандартов, 1981. — 16 с.
8. ГОСТ 2.743 — 91. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники. — М.: Изд-во стандартов, 1992. — 58 с.