Проектирование аппаратного обеспечения

Проектирование аппаратного обеспечения одноплатных микроконтроллеров начинается с выбора обобщенной структурной схемы. При выборе структуры одноплатного микроконтроллера необходимо определить:

1 тип используемого микропроцессора;

2 необходимость использования сопроцессора;

3 емкость ОЗУ и его тип;

4 емкость ПЗУ;

5 необходимость использования функциональных преобразователей;

6 число портов ввода-вывода и их назначение;

7 необходимость использования буферов шин и соответствующих схем управления.

В каждом конкретном случае разработчик должен определить, какая часть названных средств и в каком объеме может удовлетворять поставленной задаче. Наиболее распространенной и общей для одноплатных микроконтроллеров является структура с тремя шинами, представленная на рис. 1.1.

Шиной системы называют физическую группу линий передачи сигналов, имеющих схожие функции в рамках системы.

Все три шины являются специализированными с точки зрения их функций и именуются так:

8 шина адреса;

9 шина данных;

10шина управления.

Рис. 1.1

Шина адреса. По адресной шине передаются лишь выходные сигналы, которые поступают с выводов в корпусе МП. Эта шина предназначена для того, чтобы открывать или выбирать правильный тракт для электрического соединения в пределах микроконтроллера. Другой важной характеристикой шины является ее емкость, которая изменяется от 8 до 32 электрических линий.

Шина данных. Эта шина является двунаправленной, т.е. передача данных может производиться в обоих направлениях. В некоторых случаях данные генерируются МП и передаются от него к определенному устройству. Это устройство открывается с помощью заданного логического состояния линий адресной шины и получает данные с шины данных. В других случаях данные генерируются каким-то источником и передаются микропроцессору посредством шины данных. Хотя передача данных по шине может производиться в обоих направлениях, однако в каждый заданный момент времени она осуществляется лишь в одном направлении. Это означает, что для передачи данных в систему и их приема из системы МП переводится в соответствующий режим.

Шина управления. На шине управления должно действовать, как минимум 4 следующих типа сигналов:

1 чтение из памяти;

2 запись в память;

3 чтение с устройства ввода-вывода;

· запись в устройство ввода-вывода;

Шина используется для вывода сигналов и является однонаправленной.

В структуре микроконтроллера (рис. 1.1) главным элементом является процессорный модуль, другие модули являются периферийными (ЗУ, УВВ и т.д.).

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

Читайте также

Разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа
Целью дипломного проектирование являлась разработка комплекта электрических схем маршрутной релейной централизации блочного типа (БМРЦ) для использования их студентами техникума в качест ...

Проектирование устройства автоматической компенсации доплеровской частоты для СДЦ РЛС 5Н84А
Широкое применение радиолокационной техники в военных целях (воздушная и наземная разведки, навигация, вывод на траекторию ракет различного назначения) вызвало в последние годы бурное р ...

Моделирование мобильных систем связи
При организации сети сотовой связи для определения оптимального места установки и числа базовых станций, а также для решения других задач необходимо уметь рассчитывать характеристики сиг ...