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, бит/ кристалл |
256 1К |
1К 64 К |
1К 64 К |
4К 8К |
8К 64 К |
64К |
256 К |
|
Рпотр, мВт/бит |
0,8 |
0,01 0,5 |
0,01 0,1 |
0,1 |
0,01 |
5 10-3 |
2 10-3 |
|
tсчит, мс |
20 |
50 350 |
4585 |
500 |
30 |
50 |
200 |
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=С).
3) Uп – 5 В
Uпрогр – 5 В (считывание)
21,5 В (программирование).
4) Рпотр – не более 420 мВт.
5) tвыб.адреса – не более 300450 мс.
tвыб.разр. – не более 120150 мс.
6) Выход - 3 состояния.
7) Совместимость – с ТТЛ схемами по входу и выходу.
Так как ПЗУ организована как 8к х 8, значит необходимо использовать А0А12 адресных линий и D0D7 линий шины данных.
Для управления функционирования схемы используются 2 вывода:
1) CS - №20.
2) ОЕ - №22.
Микросхема 573РФ4 функционирует в 2-х режимах:
- режим хранения
- режим считывания
Считывание информации производится по 8 бит. В качестве сигналов управления будем использовать сигнал RD и сигнал, который будет поступать по старшей адресной линии.
Таблица истинности:
|
|
PR |
UPR |
||
|
Хранение |
1 |
х |
Х |
Uп |
|
Считывание |
0 |
0 |
1 |
Uп |
|
Отключение выходов |
0 |
1 |
1 |
Uп |
|
Программирование |
0 |
1 |
0 |
21,5 |
|
Запрет программирования |
0 |
1 |
1 |
21,5 |
|
Запрет программирования |
1 |
1 |
0 |
21,5 |
К шине адреса |
10 |
АО |
ROM |
|
|
№ 28 – свободный |
|
9 |
А1 |
D0 |
11 |
|||
8 |
А2 |
D1 |
12 |
К шине данных |
||
7 |
А3 |
D2 |
13 |
|||
6 |
А4 |
D3 |
15 |
|||
5 |
А5 |
D4 |
16 |
|||
4 |
А6 |
D5 |
17 |
|||
3 |
А7 |
D6 |
18 |
|||
25 |
А8 |
D7 |
19 |
|||
24 |
А9 |
|
|
|||
21 |
А10 |
|
|
|||
23 |
A11 |
PR |
27 |
|||
2 |
A12 |
Uп |
28 |
|||
AIS |
20 |
CS |
Uпр |
1 |
||
RD |
18 |
OE |
GND |
14 |
1.2.9. Таймер.
Одно из наиболее необходимых эксплуатационных удобств – наличие встроенных часов, показания которых постоянно или по запросу оператора выводятся на экран. Можно также обеспечить выдачу команд на включение или выключение внешних устройств в заданное время. Часы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно.
Программная реализация требует решения многих проблем. При аппаратной реализации основная задача – передать показания электронных часов на шину данных. Желательно также иметь возможность по командам блока управления корректировать показания часов, устанавливать время срабатывания будильника.
К сожалению, большинство БИС, предназначенных для электронных часов, нельзя непосредственно связать с блоком управления. Для этого необходимо разработать довольно сложную схему сопряжения. Но, в настоящее время промышленностью выпускается микросхема 512 ВШ, специально предназначенная для работы в составе микропроцессорных устройств в качестве часов реального времени с будильником, календарем, а также ОЗУ общего назначения ёмкостью 50 байт.
Микросхема выполнена по КМОП технологий, питается от одного источника питания от 3 до 8 В. Потребляемая мощность очень мала, что позволяет питать микросхему от автономного источника (батареи), сохраняя при этом, при отключении основного источника питания микропроцессорной системы, правильный ход часов и информацию, занесенную во внутреннее ОЗУ.
|
Время цикла записи или считывания информации |
Uп |
|
1 мкс до 5 мкс |
5 В 3 В |
Микросхема совместима по логическим уровням с микросхемами ТТЛ. Все выводы допускают нагрузку током до 10 мА.
Условное обозначение и основная схема включения:
+5 В
R2 +4+6В
|
C2 22
К шине 19
AD0AD7
микропроцессора
к
мик-
ропро-
23 цессор
К шине ной
Управления 21 сис-
теме
С3
3
R4
С4 R3
Можно использовать резонаторы, имеющие резонансную частоту:
1) 32768 Гц
2) 1048576 Гц
3) 4194304 Гц
Ток потребления зависит от fr.
f=32768 Гц InмкА
при f Iпотр может доходить до 4 мА.
Сигнал тактового генератора можно снять с выхода CKOUT для использования в других устройствах системы. Он поступает на этот вход непосредственно (CKFS=1) или после деления частоты на четыре (CKFS=0). Микросхема имеет выход ещё одного сигнала (SQW), получаемого делением частоты тактового генератора. Коэффициент деления задается командами, поступающими от процессора. Включается и выключается этот сигнал также командами процессора.
Распределение памяти микросхемы 512ВИ1:
|
Адрес |
Данные |
|
00Н 01 02 03 04 05 06 07 09 0А 0В 0С 0D OE-3 FH |
Секунды Секунды (будильник) Минуты Минуты (будильник) Часы Часы (будильник) День недели День месяца Месяц Год Регистр А Регистр В Регистр С Регистр D ОЗУ общего назначения |
Микросхема связана с микропроцессором через двунаправленную мультиплексированную шину адреса – данных (AD0AD7). Для управления записью и считыванием информации служат входы (выбор микросхемы), AS (строб, адреса), DS (строб данных) и R/ (чтение – запись).
- «1» шина AD, входы DS и R/ отключены от шин процессора и снижается мощность потребления.
- «0» должен сохраняться неизменным во время всего цикла записи и чтения.
Сигнал AS подается в виде положительного импульса во время наличия информации об адресе на шине AD0AD7. Адреса записываются во внутренний буфер микросхемы по срезу этого импульса.
В этот же момент анализируется логический уровень сигнала на входе DS и в зависимости от него устанавливается дальнейший режим работы входов DS и R/. В нашем случае на вход AS подаем сигнал ALE, который генерируется процессором для фиксации адреса.
Если при AS – «1»- «0» DS – «0», то
запись производится при DS – «1», R/-«0»,
а чтение производится при DS – «1», R/-«1».
Если во время среза импульса AS (AS – «1» «0») DS – «1», то для считывания необходимо DS-«0» R/-«1»,
а для записи DS-«1» R/-«0».
Такая сложная логика используется для подключения к микропроцессорам различных типов. На вход R/ будем подавать сигнал WR, а на вход DS-RD, которые генерируются процессором.
Выход (запрос прерывания) предназначен для сигнализации процессору о том, что внутри микросхемы произошло событие, требующее программной обработки. Прерывания бывают 3-х типов:
1) после окончания обновления информации
2) по будильнику
3) периодические (с периодом SQW)
Вход предназначен для установки в исходное состояние узлов микросхемы, ответственных за связь с микропроцессорной системой. - «0» – никакое вмешательство со стороны процессора невозможно. На ход часов, календарь и содержание ячеек ОЗУ этот вход не влияет.
Вход PS (датчик питания) – контроль непрерывности подачи питающего напряжения. Он подключается таким образом, чтобы напряжение на нем падало до 0 при любом, даже кратковременном отключения питания микросхемы.
Для управления работой микросхемы и анализа её состояния предназначены регистры А…D.
Формат управляющих регистров:
|
Адрес |
D7 |
D6 |
D5 |
D4 |
D3 |
D2 |
D1 |
D0 |
|
OAH OBH OCH ODH |
UIP* SETIRQF* VRT* |
DV2 PIE PF* O* |
DV1 AIE AF* O* |
DV0 VIE VF* O* |
RS3 SQWE O* O* |
RS2 DM O* O* |
RS1 24/12 O* O* |
RS0 DSE O* O* |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
