Структура МПС

Структурная схема МПС, содержащей минимальный набор элементов, представлена на рис..

Элементом, производящим обработку данных, здесь является микропроцессор КР580ИК80А. Микропроцессор и ряд вспомогательных схем, обеспечивающих его работу и работу всей вычислительной системы в целом, образуют так называемый процессорный модуль, к которому с помощью системных шин подключают периферийные модули.

Ограниченность энергии, которая может быть рассеяна в кристалле МП, не позволяет обеспечить достаточную нагрузочную способность выходов МП. Поэтому требуется включение внешних буферов для усиления сигналов. Формирование ША производится отдельным буфером БША.

Связь МП по ШД с внешними устройствами осуществляется через системный контролер (СК). ШД мультиплексная, т.е. по ней в разные моменты времени проходят данные и информация о состоянии МП. Поэтому назначение СК сводится: 1. формирование двунаправленной ШД; 2. формирование сигналов ШУ по информации о состоянии МП (ЧТЗУ – чтение ЗУ; ЗПЗУ – запись в ЗУ; ЧТВВ – чтение устройств ввода-вывода; ЗПВВ – запись в устройства ввода-вывода; ЧТКП – чтение контролера прерывания).

Информация о состоянии микропроцессора определяется по его словосостоянию. Словосостояние МП указывает на те действия, которые будет производить МП в данном цикле. Всего имеется 10 разновидностей циклов.

В табл. ……приведено соответствие сигналов состояния отдельным видам циклов.

Таблица ………

	Состояние микропроцессора
Вид цикла
	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
Выборка первого байта команды
Чтение из памяти
Запись в память
Чтение стека
Запись в стек
Ввод из УВВ
Вывод на УВВ
Подтверждение прерывания
Подтверждение останова
Подтверждение прерывания при останове

Периферийными модулями в рассматриваемой микро-ЭВМ являются различные ЗУ и регистры для подключения внешних устройств (например, клавиатуры, устройства визуального отображения информации, различных датчиков и исполнительных механизмов), называемые портами ввода или вывода. Так как микропроцессор КР580ИК80А предназначен для обработки 8-разрядных двоичных чисел (далее мы будем именовать их словами или байтами), то порты ввода или вывода тоже должны быть 8-разрядными. Запоминающее устройство микро-ЭВМ состоит из набора 8-разрядных ячеек памяти. Обмен данными между процессорным и периферийными модулями микро-ЭВМ происходит по шине данных, состоящей также из 8 линий, обозначаемых D0–D7. По линии D0 передается младший, а по линии D7 – старший разряд байта.

Каждый периферийный модуль имеет вход для приема сигнала ВМ (выбор модуля). В процессе работы микро-ЭВМ с помощью этого сигнала одновременно может активизироваться только один из периферийных модулей. Это означает, что возможен обмен данными между ним и процессорным модулем. Выходы остальных модулей при этом остаются в высокоимпедансном состоянии (отключенном) и на работу МПС не влияют.

При работе процессорный модуль должен обмениваться с определенными ячейками памяти или портами. Для того чтобы иметь возможность обращаться (адресоваться) к ним, каждая ячейка памяти и каждый порт ввода или вывода имеют свои номера – адреса. При обмене данными процессорный модуль устанавливает на адресной шине двоичный код, соответствующий адресу ячейки памяти. Числу линий адресной шины нашей микро-ЭВМ определяется разрядностью адресной шины микропроцессора КР580ИК80А и равно 16. Это позволяет обращаться к 2¹⁶=64К ячейкам памяти. Число К=1024 байт и является единицей измерения объема памяти.

Конструктивно ЗУ микро-ЭВМ состоит из одной или нескольких БИС памяти, каждая из которых имеет вход для приема сигнала ВМ. Дешифрация кода на адресной шине позволяет выбрать определенную БИС ЗУ с помощью соответствующего сигнала ВМ. Обращение к определенной ячейке памяти внутри БИС ЗУ происходит по сигналу с выхода внутреннего дешифратора, входы которого (адресные входы БИС ЗУ) подключаются к соответствующим линиям шины адресов.

Микропроцессор КР580ИК80А позволяет подключить к шинам адресов до 256 портов ввода и до 256 портов вывода. Все входы ВМ портов ввода или вывода подключаются через схемы дешифраторов номеров портов к восьми младшим разрядам адресной шины микро-ЭВМ. Порты активизируются при появлении на шине адресов кодов, соответствующих их номерам. Дополнительным условием активизации любого периферийного модуля является наличие соответствующего сигнала на шине управления. По линиям шины управления от процессорного модуля к периферийным модулям поступают сигналы выбора группы модулей (порты или модули памяти) и направления обмена данными: сигнал чтения из модулей ЗУ – ЧТЗУ, сигнал записи в модули ЗУ – ЗПЗУ, сигнал записи данных в порт вывода данных – ЗПВВ, сигнал чтения из порта ввода – ЧТВВ.

Программа работы МПС хранится в постоянном ЗУ (ПЗУ) модуля ЗУ.

Структура микропроцессорной техники.

Информация в ПЗУ сохраняется вне зависимости от того, включен ли источник питания или выключен. Во время работы микро-ЭВМ информация из ПЗУ может только считываться. Промежуточные данные хранятся в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), в которое они могут и записываться и из которого считываются во время работы. При снятии питающего напряжения данные в ОЗУ теряются.

Дата добавления: 2014-01-15