Если не указано особо, измерения всех временных характеристик выполнены при следующих напряжениях:

Такт. ИМП. Vcc-0,6B0,45B tc выход 2,0 В 0,8 В

* 1 ВХОД 2.0В 0,8 В

)уу(фн) AV ±0,5В

[l2jlc=tw(,<PH) + ttwijpLjilr i-t(

Рнс. 3.6. Временная диаграмма и осиовнке временные характеристики последовательности тактовых импульсов для микропроцессора Z80. (С разрешения фирмы Zilog.)

Рабочая частота

Тактирование Время цикла

Длительность тактового импульса (измерено при Vcc -0,3 В)

Общее для Ф1 и Ф2 рабочее время Время нарастания и спада (измерено между Vss+0,3 В и Vcc-0,3 В) Время задержки или разделение по частоте (измерено при Vov=Vss+0,5 В) Продолжительность выброса

Фи h

Фазы последовательности тактовых импульсов 01 и 2 микропоцессора

-4VH

HO OV

Vqv-SS = Точка измерения

перекрытия импульсов

Положительный выброс -Vr

IHC OS

Отрицательный выброс tos.

Vos -Vos

Рис. 3.7. Времеинйя диаграмма и основные характеристики последовательностей таСТрвы} . рмпульсов для микропроцессора 6800. (С разрешения фирмы Motorola.)

СОВ имеют названия фаза 1 и фаза 2 соответственно. На рис. 3.7 показаны формы импульсов и даны спецификации последовательностей тактовых импульсов, предназначенных для микропроцессора 6800. Видно, что, как и для микропроцессора 8080, генерация тактовых импульсов такой формы представляет собой непростую техническую задачу. Фирма Motorola разрабо-

H0LD1

Чтение памяти

£1 1,18 ЗеММ

20 7 22

1 18

6871А

Модуль генератора тактовых импульсов

-?5г(ТП),

37 36

(p ф2 DBE

Микропроцессор

6800

Рис. 3.8. Схема подключения генератора 6871А к микропроцессору 6800.

тала генератор тактовых импульсов, который пригоден для использования совместно с микропроцессором 6800. Такой генератор, обозначаемый 6870А или 6871А, рекомендуется использовать совместно с микропроцессором 6800 как основной компонент системы управления. На рис. 3.8 показана схема подключения генератора тактовых импульсов к микропроцессору 6800. Отметим также, что для сигналов, передаваемых по шине управления, в микропроцессоре 6800 используется задний фронт синхронизирующего импульса из фазы 2. (Если вы плохо представляете себе о чем здесь идет речь, то обратитесь к соответствующему разделу гл. 2, в котором рассматривается шина управления микропроцессора 6800.) Это означает, что последовательность фаза 2 должна подаваться на вход устройства с ТТЛ-логикой. В микропроцессоре 6800 используется входной уровень сигнала, отличающийся от принятого в ТТЛ-схемах. Поэтому

нельзя подавать на вход микропроцессора 6800 последовательность фаза 2 , которая используется дЛя ТТЛ-схем внутри системы, так как уровни напряжений сигналов в двух указанных последовательностях должны быть различными. Однако в генераторах тактовых импульсов 6870А и 6871А для последовательности Ф2 предусмотрен специальный уровень выходных сигналов, пригодный для схем с ТТЛ-логикой, который используется для ТТЛ-схем в микропроцессорной системе 6800.

3.5.

Выводы

Для обеспечения функционирования микропроцессора Z80 требуется одна последовательность тактовых импульсов, а для микропроцессоров 8080 и 6800 необходимы две несинхронизи-рованные последовательности тактовых импульсов. Микропроцессор не будет работать нормально, если генератор Тактовых импульсов функционирует неправильно. Следует отметить, что при поиске неисправностей в микропроцессорной системе целесообразно сначала убедиться в том, что все подаваемые уровни напряжения имеют требуемые значения и что все последовательности тактовых импульсов имеют необходимые временные соотношения и номинальные уровни напряжения.

3.6. Интерфейс памяти в микропроцессорных

системах с 3 шинами

В этом разделе обсуждаются вопросы подключения ПЗУ и ОЗУ в микропроцессорных системах с 3 шинами. Сначала рассматривается подача сигнала по линии выбора памяти, или линии разрешения доступа к памяти, а затем организация интерфейса обычных ПЗУ и ОЗУ в микропроцессорных системах. В качестве ПЗУ выбрано устройство 2708, а в качестве ОЗУ -устройства 2102 и 2124. Выбор названных устройств обусловлен их широким распространением в настоящее время. Если знать, как подключаются эти устройства к микропроцессорной системе управления, то вполне будет понятно, каким образом подключаются другие им подобные устройства.

После того как выбрано подходящее для системы устройство памяти, составляется схема распределения памяти. О ней упоминалось в гл. 2 при рассмотрении микропроцессора 6800. Теперь подробно разберем, что подразумевается под этим понятием.

Таблица распределения памяти - это присвоение областям физически доступного пространства памяти определенных функций. Например, можно использовать область памяти с адресами 0000-03FF для ПЗУ, а область памяти с адресами 0400-07FF для ОЗУ. На формирование таблицы распределения памяти ока-

зывают влияние такие факторы, как архитектура ввода-вывода и типы устройств ОЗУ и ПЗУ. В данном обсуждении будем считать, что способ организации ввода-вывода по аналогии с обращением к памяти не используется; в качестве ПЗУ нашей системы выбрано устройство 2708, в качестве ОЗУ - устройство 2102. Таблица распределения памяти системы в этом случае будет такой, как показано на рис. 3.9. На этом рисунке представ-.лено распределение доступного пространства памяти с диапа-

0000-03FF 0400-07FF 0800-OBFF ОСОО-0FFF 1000-13FF 1400-FFFF

ПЗУ, ПЗУг ПЗУз ПЗУ4 ОЗУ

Не используется

Рис. 3.9. Пример распределения памяти системы.

зоном адресов 0000-FFFF блоками в 1К и для ОЗУ и для ПЗУ. Размер блока 1 К выбран из тех соображений, что физически память организуется так: 1 КХ8ПЗУ и 1КХ103У. Причем, чтобы получить ОЗУ объемом в 1 К байт, параллельно подключаются 8 блоков ОЗУ по 1 К- Об этом будет рассказано в данной главе ниже.

В случае если в качестве ПЗУ нашей системы выбрано устройство 2716, то блоки памяти для ПЗУ будут иметь размер, равный 2 К. Это объясняется тем, что устройство 2716,представляет собой ППЗУ (перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство) емкостью 2 КХ8. Очевидно, что таблица распределения памяти служит справочником, содержащим информацию о распределении доступного пространства памяти микропроцессорной системы.

Допустим, что нет необходимости использовать все пространство памяти, и поэтому для ПЗУ зарезервировано 4096 байт (или 4 К). Однако следует помнить, что, если резерв окажется слишком маленьким, при возникновении потребности в дополнительном объеме памяти для реорганизации таблицы распределения памяти в уже действующей системе могут потребоваться значительные усилия. Таким образом, если адресное пространство памяти позволяет, жесткая экономия памяти не является необходимой. Всегда стоит предусмотреть место для возможного расширения.

3.7.

ПЗУ системы

Теперь рассмотрим, как микропроцессор связывается с ПЗУ электрически.

Когда микропроцессор подает на шину адреса адрес из диапазона 0000-03FF, то из таблицы распределения памяти ясно.

ЧТО для связи с ним будет открыто ПЗУо. Аналогичное соответствие существует для ПЗУь ПЗУг, ПЗУз: Из сказанного можно заключить, что в адресной схеме системы должен протекать некоторый процесс однозначного выбора, и он реализуется подачей на линии адреса ВАю-ВА13 определенного кода выбора или сигнала разрешения доступа к памяти - к отдельному блоку памяти или к совокупности блоков. Например, если микропро-

Двоичиые значения сигналов иа линиях шииы адреса, соответствующие определенным областям адресного пространства памяти

Рис. 3.10. Двоичные значения сигналов на линиях шииы адреса, соответствук>-щие определенным областям адресного пространства памяти.

цессор был связан с ПЗУь то на линиях адреса ВАю-BA13 должны быть следующие двоичные значения 1000 соответственно. На рис. 3.10 показаны двоичные значения состояний линий адреса ВАю-BAjs для нескольких диапазонов адресов.

Используя рис. 3.10, можно спроектировать комбинационную логическую схему, которая будет выдавать активный сигнал, когда адрес памяти находится в определенных пределах. А именно, когда адрес памяти относится к одному из ее блоков по 1 К, на линии выбора памяти, соответствующей этому блоку, появится сигнал. К счастью, эта проблема является классической, и она имеет простое решение. В частности, можно использовать дешифратор, выполненный в виде ТТЛ-устройства среднего уровня интеграции, например двоично-десятичный дешифратор 7442 ).

На рис. 3.11 показано, как дешифратор 7442 используется в системе управления микропроцессора для дешифрирования адреса и получения сигнала выбора памяти. Изготовители полупроводниковых устройств памяти часто разрабатывают свои собственные цифровые дешифраторы, предназначенные для применения с определенными устройствами памяти. Фирма Intel, например, предлагает цифровой дешифратор 8205 один из восьми . Его можно использовать для формирования сигналов на линиях выбора памяти.

Теперь покажем, как используются линии выбора памяти, шина адреса, шина данных и шина управления для связи мик-

,. .г°?7о Started in Digital Troubleshooting, Reston Pub-