Микроконтроллер MCS 296

Микроконтроллер MCS 296 Содержание 1. Описание микроконтроллера MCS‑296. 2 2. Подключение ЖК-индикатора. 2 3. Подключение динамического ОЗУ.. 3 4. Подключение АЦП.. 4 5. Подключение клавиатуры.. 4 Список использованных источников. 9 1. Описание микроконтроллера MCS‑296 MCS‑296 фирмы Intelявляется 16 – битным микроконтроллером с конвейерной архитектурой и встроенными возможностями цифровой обработки сигналов – DSP‑сопроцессор. 2. Подключение ЖК-индикатора В данном проекте в качестве индикатора на жидких кристаллах используется модуль ITM‑2002K2SR. Этот модуль состоит из БИС контроллера управления и ЖК-панели. Контроллер управления KS0066 фирмы SAMSUNG. Модуль позволяет отображать 20 символов в одной строке при матрице символа 6х10 и курсор. Между символами имеются интервалы шириной в одну отображаемую точку. Каждому отображаемому на ЖКИ символу соответствует его код в ячейке ОЗУ модуля. Для соединения ЖКИ-модуля с управляющей системой используются порты ввода / вывода микроконтроллера, на которых формируется 8‑разрядная (PD0‑PD7) шина «команды / данные». Управляющие сигналы PRS (выбор регистра команды / данные), PR/W (направление передачи данных: PR/W =0 – запись в память индикатора, PR/W =1 – считывание из памяти индикатора) и PE (строб, сопровождающий сигналы на шине «команды / данные») формируются программно на обычных линиях ввода / вывода микроконтроллера. Запись информации в ЖКИ-модуль происходит по спаду сигнала PE. Три вывода 14‑контактного разъема (VSS, VDD, V0) предназначены для подачи питающего напряжения и напряжения смещения, которое управляет контрастностью дисплея. Контроллер ЖК-модуля после приема байта команды или байта данных требует некоторого времени для обработки полученной информации, в течение которого не может проводить передачу. 3. Подключение динамического ОЗУ Контроллер синхронизирован с MCS‑296 на тактовой частоте 40 МГц. В качестве ДОЗУ была найдена микросхема HYB 3165160AT(L) – 40/-50/-60 с организацией 4М х 16 фирмы SIEMENS. После включения ЭМ1 сигнал RST удерживается в состоянии 0 для сброса КДОЗУ. Программирование осуществляется при помощи сигналов ML, R0–12, C0–12, ECAS и RFIP (временная диаграмма, рисунок 2). По окончании программирования контроллер переходит в 40-миллисекундный период инициализации, после чего он будет доступен для работы. Чтение/запись динамической памяти может проводиться в синхронном и асинхронном режимах. В данной работе будет использоваться асинхронный режим. Сигнал готовности – DTCK. Карта адресного пространства микроконтроллера составляет 16 МБ и ДОЗУ 16МБ, поэтому её не хватит для других внешних устройств. Для решения этой проблемы запрограммируем сигнал CS0 который будет выбирать банк памяти, если он равен 0 – это означает, что идёт обращение к ДОЗУ, если 1 – к другим внешним устройствам. Микроконтроллер устанавливает сигнал RD=0, говоря о том, что происходит цикл чтения, CS0 установкой в 0, КДОЗУ отвечает установкой RAS в 0 по первому же положительному фронту, на R0–12 – устанавливается адрес строки динамической памяти, в следующем такте устанавливается CAS =0, а на С0–12 – адрес столбца и устанавливается DTACK = 0. Цикл записи (временная диаграмма, рисунок 4) аналогичен чтению, за исключением установки WR=0. Регенерация динамической памяти производится автоматически самим контроллером. Каждый раз, когда требуется регенерация, контроллер ожидает завершения цикла обмена данными. По окончании цикла чтения / записи, контроллер формирует сигнал запроса регенерации RFRQ=0. В следующем такте выставляется сигнал RFIP=0 (идёт регенерация). В третьем такте устанавливается RAS=0. Через два такта сбрасывается запрос на регенерацию RFRQ=1, и потом сбрасываются RFIP и RAS (установкой в 1). Таким образом, цикл регенерации занимает 6 тактов (временная диаграмма, рис. 3). Может возникнуть такая ситуация, что контроллер начнёт регенерацию, а мы – цикл чтения / записи. Для исключения такой ситуации RFRQ заводится на вход EXTINT0 микроконтроллера. Таким образом, при появлении RFRQ=0 процессор прерывает выполнение программы чтения / записи и ожидает окончания регенерации. Признаком окончания цикла регенерации служит RFIP=1. С помощью сигналов A, B, C, D (поступающих на входы мультиплексора) микроконтроллер канал, далее информация из выбранного канала поступает на вход одноканального и 16 разрядного АЦП (для его запуска устанавливается сигнал convst = 0), когда данные готовы АЦП устанавливает сигнал NMI =0, что вызывает прерывание микроконтроллера и считывания их. 5. Подключение клавиатуры при CSRD=0 доступен весь регистр клавиатуры на чтение. Микроконтроллер MCS‑296 1 FFFFFFH Внешняя память FFF7FFH Внешнее ПЗУ FF2080H ( ) FF207FH Внешнее SPM FF2000H Внешняя память FF0400H 700000H 6FFFFFH АЦП 500000H 4FFFFFH 3FFFFFH ЖКИ 300000H 2FFFFFH ОЗУ ПЯ 200000H 1FFFFFH Резерв Внешнее ОЗУ 00F800H 00F7FFH Внешняя память 00F000H 00EFFFH SFR 001F00H 001EFFH 001C00H 001BFFH Внешняя память 000400H Резерв 0001FFH Регистровый файл 0 FFFFFFH ДОЗУ 000000H 7. Межмашинный обмен через «Почтовый ящик» Суть метода: есть арбитр, который контролирует доступ к ОЗУ и открывает шины данных, адреса и управления. Машина, которая хочет обменяться информацией, выставляет запрос на захват ОЗУ REQ=0. Если ресурс свободен, арбитр подтверждает запрос и открывает шины для обмена информацией. Если ресурс занят, машина будет ждать, пока не освободится. Арбитр представляет из себя кольцевой счётчик. Т. е. выход с генератора тактовой частоты поступает через элемент «или» на вход счётчика. Выход данных счётчика поступает на дешифратор. Каждому выходу дешифратора соответствует своя машина. В результате получается, что «нолик бегает по кругу». При поступлении запроса от соответствующей машины, генератор импульсов останавливается и производится обмен. По окончании обмена остановка снимается. Если приходят два или более запросов одновременно, то право на захват ресурса получит та машина, номер которой в данный момент поступает на вход дешифратора. Заключение ‑х элементарных машин. В качестве элементарных машин использовались однокристальные ЭВМ MCS‑296, к каждой из которых было подключено динамическое ОЗУ ёмкостью 16 Мбайт, ЖКИ, АЦП и клавиатура. Список использованных источников 1. Кудрявцев А. В. Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по дисциплине «Микропроцессорные системы». – Уфа: УГАТУ, 1996 – 74 с. 2. Куприянов М. С., Матюшкин Б. Д. и др. Справочник «Техническое обеспечение цифровой обработки сигналов» – Санкт-Петербург: «Наука и техника», 2000. – 752 с. 3. Шило Справочник по интегральным микросхемам. Справочник. – М.: «Радио и связь», 1986 – 343 с. 4. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Справочник «Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах» – М,: «Радио и Связь», 1990 – 304 с. 5. Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. «Цифровые устройства» – М,: «Политехника», 1996 – 878 с. 6. Конденсаторы: Справочник/И. И. Четвертков. ‑ М.: Радио и связь 1993. – 392 с. 7. ГОСТ 2. 707 – 81. Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники. – М.: Изд – во стандартов, 1981. – 16 с.