Разработка управления тюнером спутникового телевидения
информацию, поступающую от МП.
Схема включения 1533 UR22.
| |1 | | | | |
|ALE | |ОЕ | | | |
| |11 | | | |2 Uп=5В |
| | |РЕ | |Q1 | |
| |3 | | | |5 № 10 – ЗЕМЛЯ |
| | |D1 | |Q2 | |
| |4 | | | |6 № 20 - Uп |
| | |D2 | |Q3 | |
| |7 | | | |9 |
| | |D3 | |Q4 | |
|К |8 | | | |12 |
|AD0[p| |D4 | |Q5 | |
|ic] | | | | | |
|AD7 |13 | | | |15 |
| | |D5 | |Q6 | |
| |14 | | | |16 |
| | |D6 | |Q7 | |
| |17 | | | |19 |
| | |D7 | |Q8 | |
| |18 | | | | |
| | |D8 | | | |
Таблица истинности.
| | | | |Выход |Выход |
| | | | |триг-ге| |
| | | | |ра | |
| |[pic|PE |Dn |[pic] |Q0[pic]|
|Разрешение и считывание из |] |В |Н |Н |Q7 |
|регистра |Н |В |В |В |Н |
| |Н | | | |В |
|Защелкивание и считывание из |Н |Н |«Н» |Н |Н |
|регистра |Н |Н |«В» |В |В |
|Защелкивание в регистр |В |Н |«Н» |Н |Z |
|разрыв выходов |В |Н |«В» |В |Z |
1.2.3. Шина данных микропроцессора 1821ВМ85.
Шина данных в отличие от шины адреса является двунаправленной. Значит
необходимо предусмотреть буфер, который по соответствующим сигналам
управления от МП будет пропускать данные как к МП так и от него. В качестве
двунаправленного буфера будем использовать микросхему 1533
АП6.
Микросхема 1533 АП6 содержит 8 ДНШУ с тремя состояниями выводов, два
входа разрешения ЕАВ - №1 (переключение направления каналов) и [pic] - №19
(перевод выхода канала в состояние Z).
Таблица истинности.
|[pic] |ЕАВ |Ап |Вп |
|Н |Н |А[pic]В |Вход |
|Н |В |Вход |В[pic]А |
|В |х |Z |Z |
В качестве управляющих сигналов будем использовать сигналы [pic]; EN. Если
сигнал [pic] подать на вход №1 микросхемы 1533 АП6, то при [pic]=
«0» направление передачи информации В[pic]А
[pic]= «1» направление передачи информации А[pic]В
Подача сигнала EN на вход № 19 микросхемы 1533 АП6, при котором выводы
переходят в третье Z состояние, будет рассмотрена ниже.
| |2 | |[pic]| | |
| | |АО |F | | |
| | | |[pic]| | |
| |3 | | | |18 Uп=5В |
| | |А1 | |В0 | |
| |4 | | | |17 № 20 – Uп |
| | |А2 | |В1 | |
| |5 | | | |16 № 10 - ЗЕМЛЯ |
| | |А3 | |В2 | |
| |6 | | | |15 |
| | |А4 | |В3 | |
| |7 | | | |14 |
| | |А5 | |В4 | |
| |8 | | | |13 |
| | |А6 | |В5 | |
| |9 | | | |12 |
| | |А7 | |В6 | |
| |1 | | | |11 |
| | |ЕАВ | |В7 | |
| |19 | | | | |
| | |[pic| | | |
| | |] | | | |
1.2.4. Генератор тактовых импульсов
для микропроцессора 1821 ВМ85.
Схема генератора тактовых импульсов микропроцессора 1821ВМ85
содержится в самом микропроцессоре. Достаточно подключить кварцевый
резонатор к выводам № 1 и № 2 МП. Кварцевый резонатор может иметь любую
частоту колебаний в диапазоне от 1 до 6 МГц. Эта частота делится пополам, и
соответствующие импульсы используются в МП. На рисунке 2 показана схема
подключения кварцевого резонатора, в результате чего обеспечивается
синхронизация МП 1821ВМ85.
+5 В
1МГц
Рисунок 2.
1.2.5. Установка начального состояния
микропроцессора 1821ВМ85.
После включения питания ЦП должен начинать выполнение программы
каждый раз с команды, расположенной в ячейке с определенным адресом, а не с
какой-либо произвольной ячейке. Для этого нужно выполнить начальную
установку МП. Такая начальная установка осуществляется при первом включении
МП, а также в любое время, когда потребуется вернуть МП к началу выполнения
системной программы, всегда с одной и той же определенной ячейки памяти.
Чтобы выполнить функции начальной установки МП, к входу [pic] (№ 36)
МП подключаются элементы, соединенные в соответствии со схемой, показанной
на рисунке 3.
При подаче питания конденсатор заряжается до напряжения +5 В через
R1. Когда напряжение достигает некоторого определенного значения (min 2.4
В), выполнение команды «сброс» завершится и система начнет выполнение
программы с адреса 0000. После отключения питания произойдет разрядка
конденсатора С1 и микропроцессор будет находиться в исходном состоянии до
тех пор, пока напряжение на конденсаторе С1 не достигнет требуемого
значения.
+5В
VD1 R1
C1
Рисунок 3.
1.2.6. Запоминающие устройства.
Постоянная тенденция к усложнению задач, решаемых с помощью
микропроцессорной техники, требует увеличение объёма и ускорение процесса
вычислений. Однако скорость решения любой задачи на ЭВМ ограничена временем
ограничения к памяти, т.е. к ОЗУ. В таблице сравниваются характеристики
ОЗУ, выполненной на разной элементно-технологической основе.
|Приме-няемые|Время |Информа-цион|Плотность |Энергопо- |
|элементы |выборки,мс |ная ёмкость |размещ. |требление |
| | | |информац., |при |
| | | |бит/см3 |хранении |
| | | | |информац. |
|БП VT |50[pic]300 |103[pic]105 |До 200 |Есть |
|МОП |250[pic]103 |103[pic]106 |200[pic]300 |Есть |
|структуры | | | | |
|Ферритовые |350[pic]1200|106[pic]108 |10[pic]20 |Нет |
|сердечники | | | | |
Полупроводниковые ЗУ по режиму занесения информации делятся на
оперативные и постоянные, по режиму работы – статистические и динамические,
по принципу выборки информации – на устройства с произвольной и
последовательной выборкой, по технологии изготовления – на биполярные и
униполярные.
1.2.7. Оперативные запоминающие устройства.
ОЗУ предназначены для записи, хранения и считывания двоичной
информации. Структурная схема представлена на рисунке 4.
А0[pic]Аn
[pic]/RD
DI
D0
СS
SEX
SEY
НК – накопитель; DCX, DCY – дешифраторы строк и столбцов; УЗ – устройство
записи, УС – устройство считывания, УУ – устройство управления.
Как уже отмечалось, ОЗУ можно разделить на 2 типа: статические и
динамические. В накопителях статических ОЗУ применяются триггерные элементы
памяти. В ОЗУ динамического типа запоминающим элементом служит конденсатор.
Динамические ОЗУ имеют ряд преимуществ по сравнению со статистическими ОЗУ.
Основные характеристики динамических ОЗУ:
| |I |II |III |IV |
|Наибольшая |4К |16К |64К |256К |
|ёмкость, | | | | |
|бит/кристалл | | | | |
|Время выборки |200[pic]|200[pic]30|100[pic]200 |150[pic]200 |
|считывания, мс |400 |0 | | |
|Рпотр, мВт/бит |0,1[pic]|0,04[pic]0|4 10-3[pic]5|3 10-3[pic]4|
| |0,2 |,05 |10-3 |10-3 |
Преимуществом статистических ОЗУ перед динамическими является отсутствие
схемы регенерации информации, что значительно упрощает статические ЗУ, как
правило, имеют один номинал питающего напряжения.
Типовые характеристики СЗУ:
| |ЭСЛ |ТТЛ |ТТЛШ |U2Л |пМОП |кМОП |
|Ёмкость, |256[pic|256[pic|1К[pic]|4К[pic]|4К[pic]|4К[pic]|
|бит/кристалл |] 16К |] 64К |4К |8К |16К |16К |
|Время выборки |10[pic]|50[pic]|50[pic]|150 |45[pic]|150[pic|
|считывания, мс |35 |100 |60 | |100 |] 300 |
|Рпотр , мВт/бит|2[pic]0|15[pic]|0,5[pic|0,1[pic|0,24[pi|0,02 |
| |,06 |0,03 |] 0,3 |] 0,07 |c] 0,05| |
Наибольшим быстродействием обладают биполярные ОЗУ, построенные на
основе элементов ЭСЛ, ТТЛШ. Перспективными являются ОЗУ, построенные на
транзисторных структурах U2Л, позволяющих уменьшить площадь ЗЭ до
2000[pic]100мкм2 и снизить мощность потребления до нескольких микроватт на
бит, при tвкл=50[pic]150 мс.
Статические ОЗУ на МОП транзисторах, несмотря на среднее
быстродействие, получили широкое распространение, что объясняется
существенно большей плотностью размещения ячеек на кристалле, чем у БП ОЗУ.
Для рМОП удалось уменьшить геометрические размеры ЗЭ и снизить
напряжение питания до 15 В.
Для ОЗУ пМОП удалось ещё больше уменьшить геометрические размеры,
получить в 2,5 раза большую скорость переключения. Единое напряжение
питания +5В обеспечивает непосредственную совместимость таких ОЗУ по
логическим уровням с микросхемами ТТЛ.
Элементы ОЗУ на кМОП VT используются для построения статических ОЗУ
только при необходимости достижения min Рпотр. Также при переходе к режиму
хранения Рпотр уменьшается на порядок.
Для статических ОЗУ достигнута ёмкость 64 Кбит при организации 16
разрядов и времени выборки до 6 мс. Iпотр статических БП ОЗУ 100[pic]200
мА. Широко применяются схемы на кМОП-VT, среди которых наибольшее
распространение получила серия 537; Iпотр[pic]60 мА (режим обращения) и
Iпотр=0,001[pic]5 мА (хранение). В большинстве схем предусмотрен режим
хранения с пониженным Uпит=2 В. Это позволяет наиболее просто реализовать
работу ОЗУ от резервных батарей.
Динамические ОЗУ представлены в основном серией КР565 с max ёмкостью
256х1 разряд и min времени выборки 150 мс. Но необходимо постоянное
восстановление информации – регенерации, период которой составляет 1[pic]8
мс. Для регенерации нужны дополнительные схемы, что усложняет схему в
целом.
Дальнейшее рассмотрение будем вести на примере статического ОЗУ 2Кх8
с общим входом и выходом типа 537РУ10.\
1) tвыб[pic]220 мс.
2) Рпотр: хранение Uп=5В – 5,25 мВт
Uп=2В – 0,6 мВт
обращение - 370 мВт
3) Iпотр: хранение – 3 10-4 мА
обращение – 70 мА
4) Диапазон рабочих
температур - 10[pic]+[pic]С.
Усиление вх-вых сигналов до уровней ТТЛ осуществляется с помощью вых.
формирователей. Т.к. ОЗУ организовано как 2Кх8, значит необходимо
использовать АО[pic]А10 адресных линий и DO[pic]D7 линий шины данных.
Для управления функционированием схемы используется 3 вывода:
1) [pic]/RE - № 21
2) CE - № 18
3) OE - № 20
Микросхема 537РУ10 функционирует в 3 режимах:
. режим хранения данных
. режим считывания данных
. режим записи данных
Таблица истинности:
| |[pic]/R|[pic] |[pic|DO[pic]D7 |
| |E | |] | |
|Хранение |X |1 |X |Z |
|Запись |O |O |X |«0» или «1» |
|Считывание 1 |1 |O |O |«0» или «1» |
|Считывание 2 |1 |O |1 |Z |
Запись и считывание производится по 8 бит. При считывании можно
запретить вывод информации ([pic]=1). В качестве управляющих сигналов можно
использовать сигналы WR, RD, CSO (организация сигнала CSO будет рассмотрена
ниже).
|К |8 | |RAM | | | К шине данных |
|шине | |АО | | | | |
|адрес| | | | | | |
|а | | | | | | |
| |7 | | | |9 | |
| | |А1 | |D0 | | |
| |6 | | | |10 | |
| | |А2 | |D1 | | |
| |5 | | | |11 | |
| | |А3 | |D2 | | |
| |4 | | | |13 | |
| | |А4 | |D3 | | |
| |3 | | | |14 | |
| | |А5 | |D4 | | |
| |2 | | | |15 | |
| | |А6 | |D5 | | |
| |1 | | | |16 | |
| | |А7 | |D6 | | |
| |23 | | | |17 | |
| | |А8 | |D7 | | |
| |22 | | | | | |
| | |А9 | | | | |
| |19 | | | | | |
| | |А10 | | | | |
|WR |21 |WE/R| | |24 | |
| | |E | |Uп | | |
|RD |20 | | | |12 | |
| | |OE | |GND | | |
|CSO |18 | | | | | |
| | |CE | | | | |
1.2.8. Постоянное запоминающее устройство.
Структурная схема ПЗУ аналогична структурной схеме ОЗУ, только
отсутствует устройство записи, т.к. после программирования ПЗУ, информация
из него только считывается.
Основные характеристики восьми типов ПЗУ приведены ниже:
|Параметр |ЭСЛ |ТТЛ |ттлш |рмоп |пмоп |кмоп |лиз |
| | | | | | | |моп |
|Ёмкость, |256[pi|1К[pic|1К[pic|4К[pic|8К[pic|64К |256 К |
|бит/ |c] 1К |] 64 К|] 64 К|] 8К |] 64 К| | |
|кристалл | | | | | | | |
|Рпотр, |0,8 |0,01[p|0,01[p|0,1 |0,01 |5 10-3|2 10-3|
|мВт/бит | |ic] |ic] | | | | |
| | |0,5 |0,1 | | | | |
|tсчит, мс |20 |50[pic|45[pic|500 |30 |50 |200 |
| | |] 350 |]85 | | | | |
Для потребителей выбор типа ПЗУ во многом определяется не только
электрическими параметрами этой большой ИС, но и способами её
программирования. ПЗУ могут программироваться, как у потребителя, так и на
предприятии –изготовителе. Существуют ПЗУ однократного и многократного
программирования.
Наиболее универсальными являются перепрограммирования ПЗУ, которые
изготовляются на основе МОП-структур и ЛИЗМОП. Ёмкость таких РПЗУ достигает
256 кбит с организацией 32х2. Информация стирается с помощью УФ-облучения
кристалла. В накопителях РПЗУ используются специальные типы VT-структур,
которые изменяют свои характеристики при программировании РПЗУ. Это
изменение характеристик и служит признаком хранящейся информации. Время
выборки считывания таких РПЗУ широкое распространение получила серия 573.
Свой выбор я остановил на РПЗУ 8к х 8 типа 573РФ4:
1) tхр не менее 25000 ч.
2) число циклов не менее 25.
перепрограммирования (Т=[pic]С).
3) Uп – 5 В
Uпрогр – 5 В (считывание)
21,5 В (программирование).
4) Рпотр – не более 420 мВт.
5) tвыб.адреса – не более 300[pic]450 мс.
tвыб.разр. – не более 120[pic]150 мс.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|