Основные технические данные контроллера «Электроника К1-20»

 

– тип исследуемого микропроцессора КР580ИК80А – параллельный;

– разрядность параллельно обрабатываемой информации восемь двоичных разрядов;

– форма представления чисел - дополнительный код с фиксированной запятой;

– прямая адресация к памяти ёмкостью до 64 кБайт;

– виды адресации: прямая, неявная, косвенная, непосредственная;

– максимальное число адресуемых внешних устройств – 256 устройств ввода и 256 устройств вывода;

– количество команд – 78;

– формат команд – однобайтная, двухбайтная, трёхбайтная;

– время выполнения команд типа регистр-регистр – не более 2 мкс;

– ёмкость ОЗУ – 1 кБайт;

– ёмкость ПЗУ – 4 кБайт;

– общее число программируемых параллельных каналов ввода/вывода информации – 48, в том числе имеющих гальваническую развязку – 8;

– число 18-разрядных программируемых таймеров – два;

– диалог с контроллером осуществляется с помощью программируемого пульта управления и управляющей программы «монитор»;

– режим работы – автоматический. При отладке программ имеется возможность выполнения программ в командном режиме;

– габаритные размеры корпуса контроллера не более 358´244´57 мм;

– масса контроллера не более 1.5 кг;

– потребляемая мощность не более 35 Вт;

– входные и выходные сигналы контроллера соответствуют уровням ТТЛ.

Микропроцессорную систему управления электроприводов основных механизмов крана будем строить на базе микропроцессоров серии КР580.

– КР580ВВ55А – программируемый параллельный интерфейс (ранее данный адаптер маркировался как К580ИК55; он также является отечественным аналогом адаптера INTEL 8255);

– КР580ВВ51А – программируемый последовательный интерфейс;

– КР580ВИ53 – программируемый таймер;

– КР580ВН59 – программируемый контроллер приоритетных прерываний;

– КР580ВТ57 – программируемый контроллер прямого доступа к памяти;

– КР580ВВ79 –программируемый контроллер матричной клавиатуры и семи сегментного дисплея;

– КР580ВГ75 – программируемый контроллер телевизионного дисплея.

Эти микросхемы либо обеспечивают формирование системной шины стандарта MICROBUS, либо обеспечивают подключение к ней внешних устройств. С точки зрения микропроцессора (и программиста) каждая из таких микросхем представляет собой некоторый набор портов ввода–вывода. Часть этих портов действительно поддерживает операции ввода–вывода, некоторые же выполняют специфические функции управления. Порты, используемые для целей управления периферийной микросхемой, обычно называют регистрами. Существует два вида таких регистров – регистры управляющих слов (РУС) и регистры слов состояния (РСС).

Регистры управляющих слов обычно доступны только для записи. В них программным путем записываются управляющие слова – двоичные коды, определяющие конкретную конфигурацию и режимы работы аппаратных средств микросхемы. Обычно существует весьма широкий выбор таких конфигураций и настроек, оговоренных инструкцией по применению конкретной микросхемы.

Регистры слов состояния обычно доступны только для чтения. Эти регистры содержат слова состояния – коды, характеризующие текущее состояние и режимы работы аппаратных средств. Эти коды могут анализироваться микропроцессором в программе и учитываться при организации вычислительного процесса.

Подробнее о структуре КР580ВВ55

В состав ППА входят:

· Двунаправленный 8-разрядный буфер данных (BD), связывающий ППА с системной шиной данных;

· Блок управления записью/чтением (RWCU), обеспечивающий управление внутренними и внешними передачами данных, управляющих слов и информации о состоянии ППА;

· Три 8-разрядных канала ввода-вывода PORT A, B, C для обмена информации с внешними устройствами – схема управления группой А(CUA), вырабатывающая сигналы управления каналом А и старшими разрядами канала С(7-4)

· Схема управления группой В(CUB) для выработки сигналов управления каналом В и младшими разрядами канала С(3-0).

Структурная схема ППА КР580ВВ55 представлена на рисунке 6.1.

 

    рис.6.1

Назначение входных и выходных сигналов ППА приведено в таблице 6.1

Таблица 6.1

D0…D7	Двунаправленная шина данных. Предназначена для передачи и приема данных процессором, а также передачи управляющих команд и слова состояния
/CS	Chip Select. Выбор микросхемы. Низкий уровень инициирует обмен между процессором и ППА
/RD	Read. Чтение. Низкий уровень на этом входе позволяет ППА передать данные или слово состояния процессору
/WR	Write. Запись. Низкий уровень на этом входе позволяет ППА принять данные или управляющую команду
RESET	Reset. Сброс. Высокий уровень на этом входе сбрасывает все внутренние регистры, включая регистры управления, переключает все каналы (A, B, C) в режим 0, одновременно переводя их в режим ввода (только при /RD = 0 и /WR = 0)
A0, A1	Адресные входы. Выбор канала. Позволяют выбрать один из каналов (A, B, C) или регистры управляющего слова и состояния (в зависимости от сигналов на входах /RD и /WR, см. табл. 2)
PA0…PA7	Канал A
PB0…PB7	Канал B
PC0…PC7	Канал C

 

Первоначальное включение или подача сигнала высокого уровня на вход сброс RESET микросхемы переключает все каналы (A, B, C) в режим 0, одновременно переводя их в режим ввода. Сброс выполняется только при условии /RD = 0 и /WR = 0.

Режим работы и направление передачи для каждого канала задается с помощью записи управляющего слова в регистр управления в соответствии с табл. 3 или 4. Отметим возможность комбинирования режимов работы для разных каналов. К примеру, канал B может быть запрограммирован на вывод в режим 0 для управления различными выключателями и реле, в то время как канал A может быть запрограммирован в режим 1 для ввода с клавиатуры или перфоленты.

Каждый из восьми битов канала C может быть независимо от других установлен или сброшен с помощью специальной команды вывода, посылаемой в регистр управления. Это свойство канала C облегчает программирование в случае, когда биты канала C используется для управления передачей данных по каналам A или B. Команда установки или сброса соответствующего бита канала C позволяет запретить или разрешить выдачу требуемого прерывания. В таблице 6.2 представлены сигналы управления работой ППА

Таблица 6.2

Операция	Сигналы управления
	СS	RD	WR	A1	A0
Запись в РУС	0	1	0	1	1
Запись в КА	0	1	0	0	0
Запись в КВ	0	1	0	0	1
Запись в КС	0	1	0	1	0
Чтение из КА	0	0	1	0	0
Чтение из КВ	0	0	1	0	1
Чтение из КС	0	0	1	1	0
Отклонение ППА	1	Х	Х	Х	Х

 

Режим работы каждого из каналов программируется с помощью управляющего слова, которое может задавать один из трех режимов:

1) основной режим ввода/вывода – режим 0;

2) стробируемый ввод/вывод – режим 1;

3) режим двунаправленной передачи – режим 2.

Любое устройство должно быть тем или иным образом связано с внешним миром. В микропроцессорной технике эту роль выполняют периферийные адаптеры. С их помощью центральный процессор получает данные, требующие той или иной обработки, управляет различными устройствами.

 

6.3 Описание режимов работы ППА:

Режим 0 (простой ввод/вывод)

Работа в этом режиме позволяет организовать простой ввод или вывод для каждого из трех каналов. Данные просто записываются или считываются из выбранного канала. Таким образом, основные особенности функционирования микросхемы в режиме 0 следующие:

– два 8-битовых канала (каналы A и B) и два 4-битовых канала (старшая и младшая половинки канала C);

– каждый канал может быть независимо от других запрограммирован на ввод или вывод; таким образом, всего может быть 16 различных комбинаций ввода/вывода;

– выходы имеют память, входы работают без буферной памяти.

Режим 1 (тактируемый ввод/вывод)

Этот режим служит для однонаправленного обмена данными по выбранному каналу с периферийным устройством. Для управления передачей или приемом по каналу A используется младшая тетрада канала C, канал B управляется старшей тетрадой канала C.

Основные особенности работы в данном режиме:

– два канала (каналы A и B);

– каждый канал может быть запрограммирован на вход или выход;

– одна тетрада канала C используется для управления одного канала передачи данных.

Режим 2 (двунаправленный тактируемый ввод/вывод)

В этом режиме возможен обмен данными по 8-битовой двунаправленной шине данных. Управление обменом данными, а также направление передачи задается с помощью управляющих сигналов аналогичным режиму 1 способом. Возможно также генерирование сигналов прерываний и запрета разрешения.

Основные особенности работы в данном режиме:

– возможно использование только канала A;

– управление обменом обеспечивается 5 битами канала C;

– входы и выходы обладают буферной памятью.