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

Проектирование спутниковой линии связи между городом Якутск и поселком Черский
Стремительное развитие космонавтики, успехи в изучении и исследовании околоземного и межпланетного космического пространства выявили весьма высокую эффективность использования околоз ...

Основы телефонной коммутации
История освоения направления телекоммуникационного оборудования началась в далеком 1992г., когда на развалинах Советского Союза небольшая группа инженеров-энтузиастов во главе с будущим ...

Проектирование корпоративной сети
Информационная сеть - сеть, предназначенная для обработки, хранения и передачи данных. Информационная сеть состоит из: · абонентских и административных систем; · связы ...