А, С

Аг CS с

18 17 16 15

2114 14 13 12 11

Назначение выводов

□А7 ПАз

□ *9

□ i/o,

□ I/03 Ili/04

10 □wi

Обозначение на схемах

Схема устройства

Рис. 3.21. Структурная 1024X4

О Номера выводов

схема и назначение выводов модуля статического ОЗУ типа 2114. (С разрешения фирмы Intel.)

Разрешение записи в память

Рис. 3.22. Временная диаграмма сигнала выбора кристалла и сигнала разрешения записи. Чтобы избежать конфликта на шине данных при использовании ОЗУ с общим входом и выходом, сигнал с логическим значением О должен одновременно подаваться на линию выбора кристалла и на линию разрешения записи.

видно, ДЛЯ реализации статической памяти 1 КХ8 требуются только два модуля типа 2114. Вспомним, что при использовании модулей статического ОЗУ типа 2102 для реализации ОЗУ объ-

MEMW

74LS32

Линия выбора-памяти

7408

MEMR

Запись в - память (вывод 10 устройства

2114) На вход Выбор кристалла

(вывод 8

устройства

2114)

Рис. 3.23. Схема формирования сигналов управления памятью с использованием шины управления и линии выбора памяти.

2114

MEMR

74LS32

Выбор

74LS08

MEMW

2114

Шина данных D - D, Рис. 3.24. Схема ОЗУ 1024X8 бит, содержащая два блока ОЗУ 2114.

емом 1 КХ8 потребовалось 8 блоков памяти. Этим объясняется большая популярность модуля 2114 в небольших микропроцессорных системах.

3.12. Микропроцессор как системный контроллер

Перечислим основные аппаратные средства обычных микропроцессорных систем. К ним относятся: генератор тактовых импульсов, ПЗУ и ОЗУ, шина адреса, шина управления, шина данных. Конечно, для управления системой необходимо доба-

ВИТЬ некоторые устройства ввода и вывода, которые лишь дополнят описанную нами основную систему. В гл. 4 подробно рассматриваются различные типы устройств ввода-вывода, служащих неотъемлемой частью типичных микропроцессорных систем. Теперь обсудим некоторые условия работы аппаратных средств, являющиеся необходимыми для корректной работы микропроцессора. Будем полагать, что в нормальном цикле работы микропроцессорной системы: 1) не возникают запросы на прерывания, 2) не используется режим прямого доступа к памяти, 3) не допускаются паузы и ожидания. Эти положения не внесут коренных изменений, поскольку для многих микропроцессорных систем работа в таком режиме является вполне обычной. Когда микропроцессор работает в таком режиме, он является системным контроллером. Причем он не прекратит выполнение программы до тех пор, пока питание не будет выключено.

В следующих разделах этой главы рассмотрим, каким образом должен быть подключен каждый из четырех микропроцессоров, чтобы он работал в указанном режиме.

3.13. Подготовка микропроцессора 8080

для работы в режиме системного контроллера

Для подготовки микропроцессора 8080 к работе в режиме системного контроллера необходимо вывод 13 (вход сигнала HOLD) соединить с корпусом, т. е. обеспечить на нем уровень напряжения, соответствующий логическому 0. Это исключит возможность использования в системе канала прямого доступа к памяти. Вход INT (вывод 14) также должен быть соединен с корпусом. Тем самым микропроцессор 8080 будет защищен от прерываний. Затем вход RDY1N генератора тактовых импульсов необходимо соединить с источником питания так, чтобы на этом входе был уровень, соответствующий логическому значению 1. Это дает возможность избежать наступления пауз и ожиданий во время режима нормального функционирования микропроцессора. В итоге описанные действия приведут к тому, что микропроцессор будет работать с соблюдением сделанных выше оговорок. Этого удалось достигнуть, соединив вы- воды, на которые обычно подаются сигналы разрешения рассмотренных функций, к выводам, на которых всегда поддерживаются уровни напряжений, обеспечивающие блокировку соответствующих входов.

3.14. Установка начального состояния микропроцессора 8080

После включения питания центральный процессор должен начинать выполнение программы каждый раз с команды, расположенной в ячейке с определенным адресом, а не в какой-либо

произвольной ячейке. Для этого нужно выполнить начальную установку микропроцессора. Такая начальная установка осуществляется при первом включении микропроцессора, а также в любое время, когда потребуется вернуть микропроцессор к началу выполнения системной программы, всегда с одной и той же определенной ячейки памяти. Чтобы выполнить функции начальной установки микропроцессора 8080, к входу RESIN (вывод 2) генератора тактовых импульсов 8224 подключаются

Рис. 3.25. Схема отключения питания микропроцессора 8080, использующего генератор тактовых

импульсов 8224. Ключ F

1 мкФ

10 кОм

RES1N

8224

элементы, соединенные в соответствии со схемой, показанной на рис. 3.25. После запуска микропроцессор 8080 начинает выполнять программу с команды, имеющей адрес 0000. Тем самым всегда можно принудительно начать выполнение программы с некоторой фиксированной начальной команды.

Из рис. 3.25 видно, что RC-цепочка обеспечит подачу сигнала сброса . Когда подается напряжение Vcc, конденсатор находится в разряженном состоянии. После приложения напряжения конденсатор будет заряжаться до напряжения Vcc через резистор Rb Когда напряжение достигнет некоторого определенного значения, выполнение команды сброс завершится и система начнет выполнение программы с адреса 0000.

Ключ, показанный на рис. 3.25, позволяет выполнять сброс системы в любое время. Нажатие ключа приводит к разрядке конденсатора, и- микропроцессор будет находиться в исходном состоянии до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигнет требуемого значения. Устройство 8224 - генератор тактовых импульсов - имеет на входе триггер Шмитта, который управляет напряжением между конденсатором и резистором и в то же самое время дает маленькую нагрузку RC-цепочке.

На рис. 3.26 изображена полная микропроцессорная система 8080 с обозначениями всех выводов и указанием необходимых межсоединений, которая позволит микропроцессору действовать как системному контроллеру в соответствии с описанными выше предположениями.

4.7 кОм

+ 5 1

9.0 МГц XTAL

14 15

8080

RDYIN

IOkOm

8224 22

READY RESET SYNC

HOLD INT

As A9

A,: A,. A

WR DBIN HLDA

STSTB Строб состояния из генератора тактовых импульсов

74LS367

ВАо -ВА,

-ВА,

11 ВА4

13 в А.

1, 15

74LS367

74LS367

Jl, 15 8228

11 ВА

13 ВА

ВА,.

ВА,.

ВА,.

13 вр

16 BD, 2

11 BDj

9 BD3

5 BD,

18 BD,

20 BDe

BMEMR

BMEMW

BIOR

310W

Рис. 3.26. Схема использования микропроцессора 8080 в качестве контроллера системы.

3.15. Подготовке микропроцессора 8085 для рвботы в режиме системного контроллера

Рассмотрим теперь, каким образом микропроцессор 8085 подготавливается к работе в режиме системного контроллера. Для этого соединим вход HOLD (вывод 39) с корпусом. Это защитит память от прямого доступа. Потом подадим на вход READY (вывод 35) напряжение уровня, соответствующего логической 1. Это предотвратит паузы во время нормального выполнения программы. Наконец, соединим выводы TRAP (вывод 6), RST 7.5 (вывод 7), RST 6.5 (вывод 8), RST 5.5 (вывод 9) и INTR (вывод 10) с корпусом. Это исключит возможность прерывания микропроцессора 8085 во время нормального выполнения программы. Названные режимы работы микропроцессора 8085 будут рассматриваться ниже при обсуждении способов организации прерываний для различных микропроцессоров.

Для обеспечения начальной установки микропроцессора 8085 к входу сброс (вывод 36) подключаются элементы, образующие такую же схему, как и схема, подключаемая к входу сброс генератора тактовых импульсов 8224. Включенный таким способом микропроцессор будет работать как контроллер системы, в котором не допускается режим прямого доступа в память, запрещаются прерывания и состояния ожидания. Соответствующая полная схема системы 8085, организованной по рассмотренному способу, представлена на рис. 3.27.

3.16. Подготовка микропроцессора Z80 для работы в режиме системного контролперв

Рассмотрим микропроцессор Z80 с точки зрения использования его как системного контроллера. Чтобы исключить возможность прямого доступа в память, соединим вывод 25, на который подается сигнал BUSRQ, с источником питания и тем самым обеспечим на этом входе уровень напряжения, соответствующий логической 1. Также обеспечим уровень, соответствующий логической 1, на выводе 24, который предназначен для приема входного сигнала WAIT. Тем самым микропроцессор будет защищен от пауз во время нормального выполнения программы. Наконец, на выводы 16 и 17, обозначенные через INT и NMI соответственно, подадим уровень логической 1. Это предотвратит возможность наступления прерываний при работе микропроцессора.

3.17. Начальная установка микропроцессора Z80

Для установки начального состояния микропроцессора Z80 может быть использована схема, представленная на рис. 3.28. Эта схема действует аналогично схеме начальной установки,