ЮкОм

SPST

~рмкф

Схема

отключения

питания

8085

lO/M WR RD

AD, AD AD AD,

AD; AD;

AD, AD,

, 7404

7404 5l\6

7404

74LS04

7404

Запрос ввода-вывода =1

Запрос памяти = i

74LS367

1, 15

-BA -ВА

-BA,. -BA,: -BA -BA

1, 15

74LS367

-BAg -BAe

74LS374

BA, BAe BA BA,

-ВАз

-BA, -BA, -BA

19 18

74LS245

-BD,

-bd, -BD, -BD3 -BO, -BO, B0

740O

Направление передачи данных О = -f-

> >

-BIOR

-Blow

BMEMR

BMEMW

Рис. 3.27. Схема использования микропроцессора 8085 в качестве контроллера системы.

юкОм

Слюч /Г ==1

1 мкФ

Триггер Шмитта

7414

На вход Сброс микропроцессора Z80

Ряс. 3.28. Схема отключения питания микропроцессора Z80.

4,7 кОм

В1 SHQ ШГ

5,1 кОм

If :1мкФ 7414

7413367

ВА,

ВА

BA2

ВАЗ

BA4

ВАб

1,15

74LS367 3

ВАб ВА, ВА8 ВАэ

.LS245] Э

-BA,j -ВА,з -BAi4 -ВА,5

1,15 19

-BDo J2 BDJ

!4-BD4

B05

:i-bd;

Направление передачи данных

Рис. 3.29. Схема использования микропроцессора Z80 в качестве контроллера системы.

предназначенной для микропроцессоров 8080 и 8085. Как и в случае указанных микропроцессоров, Z80 после установки в начальное состояние начинает выполнять программу с команды, находящейся по адресу 0000. На рис. 3.29 представлена полная схема микропроцессорной системы Z80, спроектированной для работы в качестве системного контроллера.

3.18. Подготовка микропроцессора 6800 дпя работы режиме системного контроллера

Теперь сосредоточим внимание на некоторых особенностях схемы включения микропроцессора 6800 в качестве системного контроллера.. На вход HALT (вывод 2) подадим уровень, соответствующий логическому значению 1. Это предотвратит возможность выполнения операции прямого доступа в память. Обеспечим также уровень логической 1 на выводах 4 и 6, на которые подаются входные сигналы IRQ и NMI. Благодаря этому в микропроцессоре 6800 не будут возникать прерывания.

В микропроцессоре 6800 не могут возникать паузы во время нормального выполнения программы. Это достигается благодаря растягиванию сигналов генератора тактовых импульсов. Более подробно рассмотрим этот вопрос в гл. 6.

Подадим также вторую фазу тактовых импульсов на вход DBE (сигнал отпирания шины данных). Когда в последовательности фаза 2 появляется уровень логической 1, шина данных обеспечивает передачу данных в микропроцессорной системе.

3.19.

Начальная установка микропроцессора 6800

Схема начальной установки микропроцессора Z80, рассмотренная нами выше, может использоваться и для начальной установки микропроцессора 6800. В этом случае она выглядит, как показано на рис. 3.30. Напомним, что после выполнения начальной установки микропроцессор 6800 не начинает выполнение программы с ячейки, имеющей адрес 0000.

После выполнения начальной установки микропроцессор подает на адресную шину адреса FFFE и FFFF. Содержимое ячейки с адресом FFFE представляет собой младшие восемь разрядов формируемого адреса. По адресу FFFF находятся восемь старших разрядов формируемого адреса, которые рассматриваются микропроцессором как некоторые данные. Полный 16-разрядный адрес получается из слов, содержащихся в указанных ячейках. Таким образом, ячейки памяти FFFE и FFFF содержат фактический адрес, с которого начинается выполнение программы после начальной установки микропроцессора 6800.

Ключ

На вход RESET (вывод 40микропроцессора 6800)

Рис. 3.30. Схема отключения питания микропроцессора 6800.

о BE

4г 74LS4 2

02(TTL)

Риа 3.31. Схема использования микропроцессора 6800 в качестве коитрол-

лера системы.

Эта особенность микропроцессора 6800 обыкновенно используется для адресации в область старших адресов имеющегося в распоряжении адресного пространства ПЗУ (64К). Теперь ясно, что в ПЗУ должен находиться адрес, который должен при запуске микропроцессора разместиться на шине- данных. Рассмотрим пример. Предположим, что в ячейке памяти с адресом FFFE содержится код 63, а в ячейке памяти с адресом FFFF- код 7F. Таким образом, когда микропроцессор устанавливается в начальное состояние, программа восстановления системы начнет свое выполнение с адреса 7F63, тогда как другие микропроцессоры после сброса начинают работать по программе, выбирая первую команду из ячейки с адресом 0000.

Полная структурная схема микропроцессора 6800, используемого в качестве системного контроллера, представлена на рис. 3.31.

3.20.

Выводы

В этой главе были рассмотрены некоторые детали реализации микропроцессорных систем с 3 шинами, построенных на микропроцессорах 6800, 8080, 8085 и Z80. Были показаны способы подключения ПЗУ и ОЗУ к микропроцессорам указанных типов. Наконец, были представлены полные системные проекты применения каждого из четырех типов микропроцессоров в качестве контроллеров микропроцессорных систем.

В оставшейся части книги будут рассмотрены некоторые другие особенности микропроцессорных систем и вопросы усовершенствования изученных нами типовых вариантов построения систем. Однако первый шаг уже сделан. Важно понимать принцип построения типовых вариантов микропроцессорных систем, прежде чем приниматься за изучение более сложных дополнительных схем и возможностей. Рассмотренное по существу является скелетом системы. Однако не следует впадать в заблуждение и считать такую систему бесполезной. В действительности справедливо обратное.

Дело в том, что системы, построенные на основе таких скелетов, используются повсеместно. Иногда забывают, что для того чтобы оправдать применение микропроцессора в проекте системы, нет необходимости использовать все его возможности. Также иногда забывают, что используемые системы не нуждаются в приукрашивании. В настоящее время микропроцессор является очень дешевым устройством и в большинстве случаев делается по совершенно простому схемному проекту. Нет необходимости быть высококвалифицированным проектировщиком систем или инженером-проектировщиком, чтобы проектировать и эксплуатировать микропроцессорные системы. Впервые приступая к проектированию микропроцессорной системы, испыты-

ваешь естественную тревогу. В-следующих главах будут продемонстрированы методы дальнейшего развития исходной типовой микропроцессорной системы. Эти методы могут быть предложены лицам, которые работают в режиме экономии и которые не имеют тысяч долларов для расхода на разработку оборудования. Рассматриваемые нами методы будут интересны для лиц, которые заняты кустарной разработкой проекта микропроцессорной системы, и для специалистов, работающих в промышленности.

В дальнейшем мы предполагаем обсудить фазу проектирования небольшой системы и фактическое прохождение всех этапов проектирования систем микропроцессорного управления. Конечно, чтобы успешно решить пocтaвлeннyjo задачу, необходимо иметь ясное представление о том, как микропроцессор связывается с другим оборудованием системы. Эта глава содержала начальные сведения; каждая следующая глава, по мере того как наши знания и понимание будут расти, будет раскрывать дополнительные подробности.

Усвоив материал, содержащийся в этой главе, и рассмотрев детали, относящиеся к частным системам, представленным в следующей главе, мы добьемся твердого понимания основ. Таким образом, в указанных главах будет представлена информация, которой необходимо овладеть, прежде чем изучать вопросы практического использования микропроцессоров, действующих в реальной обстановке. На протяжении этой книги для пояснения принципов организации микропроцессорных систем используются схемы устройств, наряду с которыми часто приводятся и их полные структурные схемы. Мы нигде не полагаемся на воображение читателей.