Ерохин И.И. Конспект лекций по дисциплине Микропроцессорная техника

Подождите немного. Документ загружается.

Для реализации подпрограмм задержек с точностью 0,5мкс (корректировки

П.Ц.ВН,

П.Ц.В

и Т

П.О

) следует вставлять команды пустых циклов NOP.

Алгоритм временной задержки, с использованием внешнего и внутреннего

циклов и заданием значений Х вн.ц, Х в.ц (Т зад), перед каждым обращением

к подпрограмме TIME показан на рис. 7.1.

Приведенный метод временных задержек с использованием программных

циклов, включает непрерывное использование для этой цели МП, отвлекая его от

исполнения основной программы, тем самым, снижая производительность МК.

Следовательно, применение этого метода целесообразно для линейных программ.

Более эффективный метод получения временных задержек любой длитель-

ности, является использование аппаратной организации – применение в схеме

микроконтроллера программируемого таймера (ПТ К580ВИ53), изучение и

исследование которого приведено в лекции 9 и лабораторной работе №11.



Рисунок 7.1 - Алгоритм унифицированный временной задержки TIME

ЛИТЕРАТУРА

1. Инструкция к «Микролаб». Учебн. Пособие.- Донецк.: ДонНТУ, 1989

 ЛЕКЦИЯ 8 Error:

Reference source not found

Н а ч а л о

Сохранение данных

РОН основной

программы

ССП  SP

(HL)  SP

Задание параметров

задержки подпро-

граммы TIME

Тзад.вн1  (HL)

Тзад.в1  (D)

CALL TIME

Возврат в основную

программу

К о н е ц

(HL)  (BC)

(D) = [(D) - 1]

(BC) = [(BC) -1]

Восстановление

данных РОН и ССП

ССП  SP

(HL)  SP

RETURN

(BC) = 0

НЕТ

(D) = 0

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ КОНТРОЛЛЕР КЛАВИАТУРЫ И ДИСПЛЕЯ К580BД79

Программируемый интерфейс клавиатуры и индикации (ККД)

К580ВД79

(К580ВВ79) предназначен для реализации обмена информацией между МП и матри-

цей клавиш (датчиков) и индикацией (8 или 16 семисегментных светоиндикаторов).

ККД может выполнять следующие функции: ввод информации (по прерыванию) в МП

систему, с помощью матрицы клавиш или датчиков; вывод информации на 8 – или

16-разрядную алфавитно-цифровую индикацию.

Технические характеристики

Технология ………………………………………………………n-МОП

Тактовая частота, МГц ………………………………………….2

Время, мс:

сканирование клавиатуры …………………………………... 5, 12

задержки для устранения дребезга контактов клавиш …….10, 24

сканирования индикации …………………………………… 10, 24

Напряжение питания, В:………………………………………...5

Нагрузочная способность ……………………………………….1 ТТЛ вход

На рис. 8. 1 приведена схема подключения ККД к МП системе и к внешним

устройствам, а также условное обозначение ККД на электрической схеме.

Функциональное назначение выводов приведено в таблице 8. 1.

8 8

Рис. 8. 1. Схема подключения ККД к МП системе и к внешним устройствам

CS ККД SHIFT

CNTL

D0 STB

● R0

●

D7 R7

RD BD

0UTA3

C/D 0UTA2

0UTA1

A0 0UTA0

IRQ 0UTB3

0UTB2

CLK 0UTB1

RESET 0UTB0

BDOUTA3

OUTA2

OUTA1

OUTB3

OUTB2

OUTB1OUTB0

Reset

Дешифратор

Шинный

формирователь

УСО

МАТРИЦА

КЛАВИШ

(ДАТЧИКОВ)

Дешифратор

К К Д К580ВД79

ДИСПЛЕЙ

(СЕМИСЕГ-

МЕНТНЫЕ

СВЕТОИНДИ-

КАТОРЫ)

Адресный

дешифра-

тор САВ

ША ШУ ШД

В ККД можно выделит три основных блока: блок управления; блок интер-

фейса индикации; блок интерфейса клавиатуры.

Таблица. 8. 1. Назначение выводов БИС К580ВД79

Обозначение Тип вывода Функциональное назначение

1 2 3

+5 В

GND

D7 - D0

CLK

RESET

S3 - S0

OUTA3-

OUTA0,

OUTB3-

OUTB0

Входы-выходы с

высокоимпедан-

сным состоянием

Вход

Выходы

Выход

Выходы

Входы

Вход

Выход

Питание

Общий

Шина данных. Выводы подключаются к ШД МП

системы и служат для обмена управляющими словами и

данными между МП и ККД.

Выбор микросхемы. Сигнал низкого уровня разрешает

работу ККД.

Чтение. По сигналу низкого уровня на этом входе, осу-

ществляется чтение данных и слова состояния из ККД.

Запись.. По сигналу низкого уровня на этом входе, осуще-

ствляется запись управляющих слов и данных в ККД.

Команда/данные. При записи управляющего слова или

чтение информации о состоянии из ККД необходим сигнал

высокого уровня, а при записи и чтении данных – низкого.

Синхросерия. На этот вход подаются синхросигналы, с

выхода F1 (ТТЛ) генератора тактовых сигналов.

Начальная установка (сброс).

Сканирование. Сигналы, используются для сканирования

матрицы клавиатуры (датчиков) и индикации.

Гашение индикации. Сигнал низкого уровня на этом

входе – запрет записи в ОЗУ и гашение индикации.

Коды символов, снимаемые с этих выходов, поступают на

индикацию.

Входы возврата. Служат для приема сигналов, поступа-

ющих с матрицы клавиатуры или датчиков.

Верхний /нижний регистр. 1. В режиме последовательного

опроса клавиатуры - признак кода КОИ7 (КОИ8). 2. В режи-

мах стробируемого ввода - импульс строба, по которому

код, поступающий на входы R7 - R0, записывается в мно-

горежимное ОЗУ клавиатуры (датчиков).

Запрос на прерывание. В случае поступления в много-

режимное ОЗУ клавиатуры (датчиков) кодов, при сканиро-

вании клавиатуры (с клавиатуры) на этом выходе уста-

навливается сигнал высокого уровня При каждом считы-

вании информации из многорежимном ОЗУ сигнал на этом

выходе изменяет свое значение с высокого уровня на

низкий, а затем, если ОЗУ не пусто, обратно становится

высоким. В режимах последовательного опроса датчиков,

сигнал на этом входе появляется в том случае, если изме-

няется состояние хотя бы одного датчика (из нулевого

состояния в единичное).

CS ККД SHIFT

CNTL

D0 STB

● R0

●

D7 R7

RD BD

0UTA3

C/D 0UTA2

0UTA1

A0 0UTA0

IRQ 0UTB3

0UTB2

CLK 0UTB1

RESET 0UTB0

BDOUTA3

OUTA2

OUTA1

OUTB3

OUTB2

OUTB1OUTB0

Reset

Блок управления. В состав блока входят: буфер шины данных; схема управления

вводом-выводом; схема управления и синхронизации; счетчик сканирования.

Буфер шины данных. Через буфер шины данных, выводы которого подключаются

к ШД системы, происходит обмен информацией между МП и ККД – запись

управляющих слов и данных и чтение из ККД слова состояния и содержимого

ОЗУ индикации и многорежимного ОЗУ клавиатуры (датчиков).

Схема управления вводом-выводом. С помощью управляющих сигналов, подава-

емых на входы СS, RD, WR, А0 этой схемы , МП управляет обменом с ККД.

Схема управления и синхронизации. В регистры схемы управления и синхронизации

МП загружает управляющие слова, затем происходит их дешифрация, в результате

чего вырабатываются сигналы, которые управляют функционированием всех узлов

ККД. Кроме того, с помощью 5-разрядного регистра коэффициента пересчета, вычи-

тающего 10-разрядного счетчика с предустановкой, схема управления и синхрониза-

ции делит частоту синхросерии, поступающий на вход ККД, на Kпс (Кпс = 1 – 1FH –

число, записываемое в регистр коэффициента пересчета), так как внутренняя частота

синхронизации ККД должна быть не более 100 Кгц.

Схема управления и синхронизации вырабатывает также серию сигналов, пода-

ваемую на выход BD, для гашения индикации во время смены символов на ней.

Счетчик сканирования. На выходах счетчика сканирования формируются коды,

используемые для опроса матрицы клавиатуры (датчиков) и индикации.

Блок интерфейса индикации. В состав блока входит ОЗУ индикации и выход-

ные регистры блока интерфейса индикации.

ОЗУ индикации. Запоминающее устройство с произвольным доступом, емкостью

16 х 8-разрядных слов, предназначено для хранения информации, которая может

отображаться на 8 или 16-разрядную индикацию. ОЗУ индикации, состоит из двух

независимых частей по 16 х 4-разрядных слов каждая, причем информация из каждой

части может выдаваться на индикацию независимо. После загрузки в ККД управля-

ющих слов чтения или записи, содержимое ОЗУ индикации может быть прочитано

и изменено с помощью соответствующих команд МП IN или OUT.

Начальная установка и настройка (инициализация) ККД. При вкл. питания

или подачи на вход RESET сигнала уровнем "1" длительностью 6ТCLK обнуляются:

счётчик сканирования, регистр адреса ОЗУ индикации, регистр ОЗУ клавиатуры,

двоичный 10-разрядный счётчик – в регистр коэффициента пересчёта которого

записывается значение 31 (1FН). Кроме того, в результате этого аппаратного

сброса на выходах IRQ, OUTA3 - OUTA0, OUTB3 - OUTB0 и BD устанавливаются

сигналы низкого уровня. В результате аппаратного сброса устанавливается режим

работы ККД по умолчанию: режим работы клавиатуры 3 – последовательный опрос

клавиатуры без дешифрирования счётчика сканирования с запретом ввода кодов

двух и более одновременно нажатых клавиш; режим индикации 2 – вывод кодов

на 8-разрядную индикацию с размещением их слева на право. При аппаратном

сбросе содержимое ячеек ОЗУ индикации и ОЗУ клавиатуры не обнуляется.

При необходимости настройки других режимов работы ККД (режимов работы

интерфейса клавиатуры 1 …7 и режимов интерфейса индикации 1…4), необходимо

произвести настройку (инициализацию) ККД на требуемый режим в следующей

последовательности:

1. Выполнить программный сброс. После загрузки управляющего слова (УС)

"Сброс", осуществляется обнуление функциональных элементов ККД также как и при

аппаратном сбросе (RESET), но только при программном сбросе не изменяется содер-

жимое регистра коэффициента пересчёта, а также можно произвести начальную

установку ОЗУ индикации – запись в его ячейки нулей, единиц или 00100000

(разряды D2 и D3), или выдать эти значения на вывод индикации (при

соответствующем значении разряда D4 = 0 / 1 управляющего слова "Сброс". Более

подробное описание; устройства, режимов работы, форматов управляющих слов

приведено /К. Г. Самофалов и др. Микропроцессоры. - Киев.: техника, 1986; с. 81 - 92/.

2. Настройка ККД – загрузка управляющего слова (УС) "Установка режима

работы интерфейса клавиатуры и индикации". Код УС определяем в соответствии

с форматом этого УС и принятыми режимами работы клавиатуры и индикации.

Пример программирование интерфейса К580ВД79 (К580ВВ79). Внешние устрой-

ства подключённые к интерфейсу – клавиатура 8 х 8 и 8-разрядный алфавитно-

цифровой дисплей (восемь семисегментных светоиндикаторов).

Принимаем режим работы клавиатуры 3, режим индикации 2.

Частота синхроимпульсов поступающих на вход CLK ККД (Fclk = 2 МГц = F1)

от ГТИ. Адрес регистра ККД чтения и записи данных – Е2Н (А0 = 0), а адрес

записи управляющих слов и чтения информации о состоянии ККД – Е3Н (А0 = 1).

Необходимо вывести на восьмой светоиндикатор код КОИ-7 (ASCII) латинской

буквы А, то есть записать этот код в ОЗУ индикации ККД), на седьмой индикатор

вывести букву А (семисегментный код буквы А), а на остальные светоиндикаторы

вывести 0.

В соответствии с заданными условиями, с использованием формата команд

управляющих слов ККД определим код УС: "Сброс", для наших условий он равен

D1H (11010001В); "Программирование синхронизации", коэффициент пересчёта прини-

маем равным Кпс = 14Н = 00010100В = 20 (рабочая частота ККД определится, Fккд

= Fclk / Кпс = 2 х 10

/ 20 = 100 Кгц), тогда код УС будет равен 34Н; "Установка

режима работы интерфейса клавиатуры и индикации", для наших условий он

равен 00Н.

Код КОИ-7 (ASCII) латинской буквы А равен 41Н, а семисегментный код

буквы А равен 77Н. Правило и порядок определения кодов приведены в лаб. раб. 6.

Программа реализации заданной процедуры;

MVI A, D1H ; Загрузка управляющего слова "Сброс", с записью во

OUT Е3Н ; все светоиндикаторы значения 0.

MVI A, 34H ; Загрузка УС "Программирование синхронизации".

OUT Е3Н

MVI A, 00H ; Загрузка УС "Режим работы интерфейса…"

OUT Е3Н

MVI A, 86H ; Загрузка УС "Запись в ОЗУ индикации" – установка

OUT Е3Н ; номера светоиндикатора в который будет

произве- ; дена запись кода (для наших условий это

седь-

; мой светоиндикатор).

MVI A, 77Н ; Вывод на восьмой светоиндикатор семисегментный

OUT Е2Н ; код буквы А.

MVI A, 41H ; Вывод на восьмой светоиндикатор код КОИ7 буквы

OUT Е2Н ; А, при этом ранее выведенный семисегментный

END ; код буквы А сместится вправо, то есть в седьмой

; светоиндикатор

 ЛЕКЦИЯ 9

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ТАЙМЕР К580ВИ53

Программируемый таймер используется для задания временных интервалов в

микропроцессорных системах и может применяться как одно вибратор с программи-

руемой длительностью импульсов, программируемый делитель частоты и счётчик

внешних событий.

Технические характеристики

Технология ..................………………………………………n-МОП

Тактовая частота сигналов на входы CLC, МГц ………≤ 2

Потребляемая мощность, Вт ……………………………… ≤ 1

Нагрузочная способность ...........…………………………..1 ТТЛ вход

На рис. 9.1 показано условное обозначение таймера на принципиальной электри-

ческой схеме. В табл. 9.1 приведено функциональное назначение выводов.

В состав таймера входят: буфер шины данных; схема управления вводом-выводом;

три канала, каждый из которых содержит рег. управляющего слова (РУС); схему управ-

ления каналом; буфер; 16-разрядный счётчик – работающий на вычитание (рис. 9.2).

Таблица 9.1.

Обозначение

Тип вывода

Функциональное

назначение

GND

—

Общий

+5В

—

Питание

D7—DO

Входы-выходы с

высокоимпеданс-

ным состоянием

Данные. Выводы 1 - 8

подключаются к шине

данных системы

Вход Выбор микросхемы

Запись

Чтение

А0, А1

Входы

Выбор РУС или

канала счётчика

CLC0 - CLC2

Синхровходы. Подаю-

ются синхроимпульсы,

подсчёт которых вы-

полняется счётчиками

GATE0-GATE2

Управляющие входы

счётчиков 0 — 2

OUT0 - OUT2

Выходы Выходы счётчиков

Программирование таймера. Каждый из счётчиков в зависимости от настройки

может быть либо двоичным, либо десятичным, а также работать в одном из шести

режимов — 0, 1, 2, 3, 4, 5. Для программирования режима работы каждого из счет-

чиков необходимо командой OUT заслать из МП по ШД код - управляющее слово

инициализации (настройки) в РУС таймера. При этом на входы таймера АО и А1

Рис. 9.1. Условное

обозначение таймера

К580ВИ53

РТ

D5 OUT0

D7 OUT1

A1 OUT2

CLK0

GATE

CLK1

GATE

CLK2

GATE

Таблица 9.2.

CS WR RD А1 АО

Направление передачи

информации

0 1 0 0

D7 - DO счётчик 0

0 1 0 1 D7 - DO счётчик 1

0 1 1 0 D7 - DO счётчик 2

0 1 1 1

D7 - DO РУС

1 0 0 0 Счетчик 0 D7—DO

1 0 0 1 Счетчик 1 D7—DO

1 0 1 0 Счетчик 2 D7—DO

0 1 1

D7 - DO - в высокоим-

педансном состоянии

0 1 1

Х Х

D7 - DO - в высокоим-

педансном состоянии

1 0 0 0 0

D7 - DO - в высокоим-

педансном состоянии

должны быть поданы сигналы высокого уровня, а на входы CS и WR - разрешающие

сигналы низкого уровня (см. табл. 9. 2). Запись управляющих слов для различных

счётчиков можно производить в любой последо- вательности. В зависимости от

комбинаций управляющих сиг- налов на входах CS, WR, RD, АО, А1, различные

устройства таймера подключаются к ШД в соответствии с табл. 9.2, из ко-торой

видно, что записывать информацию можно в счётчики и РУС, а считывать - только

из счётчиков.

Структура управляющего сло- ва инициализации (УСИ), изоб-ражена на рис. 9.3.

Рис. 9.2. Структурная схема таймера К580ВИ53

D0-D7

Буфер

данных

Канал 0

РУС

Схема

управ-

ления

ния

Буфер-

ный

регистр

Канал 1

РУС

Схема

управ-

ления

Буфер-

ный

регистр

Схема

управ-

ления

чтением

записью

Канал 2

РУС

Схема

управ-

ления

Буфер-

ный

регистр

Счётчик

CLС0

GATE0

OUT0

CLС1

GATE1

OUT1

CLС2

GATE0

OUT0

Вслед за УСИ с помощью команды OUT в счётчик таймера заносится начальное

содержимое, два или один байт и одновременно запускается соответствующий

канал таймера.

Для функционирования таймера на вход CLC каждого из счётчиков поступают

тактовые импульсы, а на вход GATE - управляющие сигналы, запрещающие или

разрешающие счёт. Уровень сигнала на выходе OUT таймера изменяется в зависи-

мости от записанной в счётчик информации и сигнала (изменения сигнала) на входе

GATE. Режимы работы таймера можно условно разбить на три группы: про-

граммируемый одновибратор (режимы 0 и 1); делитель частот (режимы 2 и 3); счётчик

событий (режимы 4 и 5).

Рис. 9. 3. Структура управляющего слова инициализации

Режим 0 (рис.9.4, а).). С момента записи числа в счётчик, настроенный на режим

0, до окончания счёта на соответствующем выходе OUT держится сигнал низкого

уровня. После окончания счёта уровень сигнала на выходе становится высоким и

сохраняется до следующей загрузки счетчика.

Перезагрузка счётчика во время счета младшим байтом числа останавливает

текущий счёт, а загрузка старшим байтом числа запускает счётчик сначала. Счёт

возможен только при наличии сигнала высокого уровня на входе GATE. Низкий

уровень этого сигнала или ниспадающий фронт запрещают счёт.

Режим 1 - программируемый одно вибратор (рис. 9.4, б)). На выходе счётчика,

в этом режиме, формируется отрицательный импульс длительностью nTCLC, при

этом на входе GATE должен быть сигнал высокого уровня. В отличие от режима 0

новое число, загруженное во время счёта, не влияет на состояние выхода счётчика, а

учитывается на следующем запуске. Кроме того, в данном режиме программируется

не момент перехода к высокому уровню сигнала на выходе счётчика, а длительность

отрицательного импульса. Особенностью данного режима является также то, что

перезапуск счётчика можно осуществить без предварительной перезагрузки, которая

необходима в режиме 0.

Режим 2 - программируемый делитель частоты (рис. 9.4, в)). Каждый раз после

просчета числа, записанного в счётчик, на выходе OUT появляется отрицательный

импульс длительностью в один период тактовой частоты. Загрузка счётчика новым

числом во время счёта не влияет на момент появления импульса на выходе OUT.

Счётчик перестраивается на новый коэффициент пересчета лишь после его запуска.

При исчезновении сигнала высокого уровня на входе GATE прекращается счёт, и на

выходе OUT устанавливается сигнал высокого уровня. Запуск и перезапуск счётчика

осуществляется при наличии сигнала высокого уровня на управляющем входе

GATE.

Режим 3 - программируемый делитель частоты на 2 (рис. 9.4, г)). Если в счётчик,

настроенный на данный режим, загружено чётное число, то длительности отри-

цательных и положительных полупериодов на выходе OUT равны между собой и

определяются по формуле TСLС • n /2. В случае нечётного n отрицательный

полупериод выходного сигнала меньше положительного на ТCLC. Загрузка счётчика

Код Режим работы

000 0

001 1

х10 2

х11 3

Код Управляющее слово

"чтение без останова"

00 Фиксация счётчика, разряды

D3 - D0 -произвольн. значения

Код Способ чтения или записи

счетчика

00 Младший байт

10 Старший байт

11 2 байта

Код Счётчик

11 Запрещенная комбинация

Код Счётчик

0 Двоичный

1 Двоично-

десятичный

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0