Подключение внешней памяти

Функциональная схема подключения внешней памяти программ к МК48 и МК51 показана на рис. 1.13.

Рис. 1.13. Функциональная схема подключения ВПП

При обращении к ВПП МК48 формирует 12 - разрядный адрес, младший байт которого выдается через порт Р0, а старшая тетрада (Р2.0…Р2.3) - через порт Р2. В МК51 всегда формируется 16-ти разрядный адрес. Причем порт Р0 используется в режиме временного мультиплексирования: в начале каждого машинного цикла обращения к ВПП (фаза S2Р1) через порт Р0 выдается младший байт адреса, который должен быть записан во внешний регистр RG по отрицательному фронту сигнала ALE (рис. 1.14); низкий уровень сигнала PME, формируемый в течение фаз S3Р1 ... S4Р1 машинного цикла, разрешает выборку байта данных из ПЗУ, который затем поступает на линии порта Р0 и вводится в микроконтроллер. В качестве регистра RG рекомендуется использовать восьмиразрядный параллельный регистр - защелку типа ИР22. Следует особо подчеркнуть, что на вывод EA ВЕ31 должен быть подан низкий уровень напряжения.

Рис. 1.14. Временная диаграмма работы при обращении к ВПП

В некоторых МПС, рассчитанных на обработку больших массивов данных, РПД может оказаться недостаточно. В этом случае возникает необходимость использования внешнего оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), которое может быть подключено к МК48 так, как это показано на рис. 1.15.

Рис.1.15. Функциональная схема подключения ВПД к МК48

При этом максимальный объем ОЗУ, подключаемый к МК48, может составлять не более 256×8 бит. Объем ВПД, подключаемой к МК51, может достигать 64 Кбайт. На рис. 1.16 приведена электрическая схема подключения ОЗУ емкостью 32К×8 к МК51.

Рис. 1.16. Электрическая схема подключения ВПД к МК51

Обращение к ВПД возможно только с помощью команд MOVX. Команды MOVX @Ri, A и MOVX A, @Ri формируют восьмиразрядный адрес, который выдается на ОЗУ через порт Р0. Команды MOVX @DPTR, A и MOVX A, @DPTR формируют 16-ти разрядный адрес, младший байт которого выдается через порт Р0, а старший - через порт Р2. Так же как и при работе с ВПП, байт адреса, выдаваемый через порт Р0, должен быть зафиксирован во внешнем регистре по отрицательному фронту сигнала ALE, т.к. в дальнейшем линии порта Р0 используются для чтения или записи информации в/из МК51. При этом чтение информации стробируется сигналом RD, формируемым ВЕ51, а запись - сигналом WR. На рис. 1.17 показана временная диаграмма работы МК51 в режимах обмена данными с ВПД.

Рис. 1.17. Временная диаграмма обмена МК51 с ВПД

1.3.2. Расширение каналов ввода/вывода информации

Как уже указывалось выше число линий ввода/вывода МК-51 во многих реальных применениях оказывается недостаточным. Для расширения каналов ввода/вывода обычно используют такие стандартные схемотехнические приемы как сканирование матрицы датчиков, опрос группы канальных приемо - передатчиков с тремя состояниями на выходе, мультиплексирование входных данных, стробируемый параллельный вывод информации, использование быстродействующего последовательного канала связи и т.д.

В качестве примера расширения числа линий ввода информации рассмотрим фрагмент схемы, приведенной на рис. 1.18. Микросхемы D1 и D2 представляют собой сдвоенные мультиплексоры 4 в 1 типа КП2 (КП12) и могут передавать информацию от 16 двоичных датчиков на четыре линии порта Р1 (Р1.0...Р1.3) МК51. Выводы Р1.4 и Р1.5 используются для выбора группы, состоящей из 4 - х датчиков, опрашиваемых в данный момент времени. Так как нагрузочная способность выходных буферов портов ввода/вывода невысока, то рекомендуется использовать буферные схемы при подключении значительной нагрузки. В рассматриваемом примере эту роль играют инверторы D3. При этом вносимая ими инверсия легко корректируется программным способом.

Рис. 1.18. Схема расширения каналов ввода информации

Расширение каналов вывода информации обычно достигается за счет использования нескольких регистров, стробируемых различными синхросигналами, либо за счет использования последовательного канала связи.

На рис. 1.19 приведен фрагмент схемы с параллельным выводом информации.

Рис. 1.19. Схема расширения каналов вывода информации

Строго говоря, схема на рис.19 реализует параллельно - последовательный вывод информации, т.к. 6 - ти разрядные данные устанавливаются на выходах параллельных регистров D5, D6 последовательно во времени, по мере подачи на их тактовые входы стробирующих импульсов, вырабатываемых на выходах Р1.6 и Р1.7. Разрядность выводимой информации в рассматриваемом примере легко может быть увеличена до 24 бит, если стробирующие импульсы формировать с помощью дешифратора 2 в 4. При этом адресные входы дешифратора следует подключить к выводам Р1.6 и Р1.7, а его выходы - тактовым входам соответствующих параллельных регистров.

При последовательном выводе информации (рис. 1.20) байт данных записывается в буфер данных последовательного порта, работающего в режиме 0. Эти данные выводятся на выход RXD (альтернативная функция вывода Р3.0) в последовательном коде. Вывод данных синхронизируется по выходу TXD (альтернативная функция вывода Р3.1). Эти выходы связаны с соответствующими входами сдвигового регистра типа ИР8, где и осуществляется преобразование последовательного кода в параллельный.

Рис. 1.20. Схема последовательного вывода информации

Как следует из рассмотренных примеров, комбинируя те или иные методы опроса датчиков и вывода информации можно достаточно легко организовать требуемое число каналов ввода/вывода в МПС.

Путем подключения специализированных БИС, входящих в микропроцессорный комплект К580, в МК системе могут быть реализованы различные вспомогательные функции: связь с дисплеем и клавиатурой, многоуровневая программируемая система прерываний, сложная система таймирования, связь с телеграфно-телефонной линией передачи информации т.д. С использованием средств мультиплексирования адресов/данных можно под управлением программы создать МК системы любых требуемых состава и назначения.