Структурная схема простой микропроцессорной системы

Микропроцессорные системы представляют собой совокупность больших интегральных схем (БИС), реализующих различные функции и связанных между собой внешними электрическими магистралями, по которым происходит обмен информацией (рис.1). В такой системе можно выделить следующие основные элементы: генератор тактовых импульсов -ГТИ (generator-GN)^*; блок микропроцессора - МП (Central Processing Unit-CPU); запоминающее устройство – ЗУ, предназначенное для хранения программ и массивов данных и включающее в себя оперативное запоминающее устройство – ОЗУ (random access memory-RAM) и постоянное запоминающее устройство – ПЗУ (read only memory-ROM); а также устройство ввода-вывода информации – УВВ. Внешние электрические магистрали (английское название-BUS) представлены шиной данных (ШД), шиной адреса (ША) и шиной управления (ШУ).

В большинстве случаев большие интегральные схемы требуют включения между собой дополнительных буферных схем, так как нагрузочная способность их выходов мала. На рис.1 БШД, БШУ, БША – соответственно буфер шины данных, буфер шины управления и буфер шины адреса.

Конструктивно шины выполняются в виде набора проводников, соединяющих выводы БИС. В измерительных устройствах в основном используются 8, 16, 32 - разрядные шины данных.

*-В скобках указаны английские названия элементов и их аббревиатура.

Рассмотрим архитектуру и работу МП-системы, построенной на основе МП КР580ВМ80, который является аналогом МП 8080А, разработанного фирмой «INTEL» (США).

8-разрядная ШД в этой МП-системе – двунаправленная. Направление передачи информации устанавливает МП.

16-разрядная ША определяет предельно возможный объем памяти (2¹⁶=65536 ячеек), которой может быть укомплектована МП-система. Каждая ячейка памяти имеет свой порядковый номер (адрес) и хранит информацию в восьми двоичных разрядах (1 байт). Таким образом, предельный объем памяти составляет 64 Кбайта (1Кбайт=1024 байт). ША – однонаправленная. Код адреса из МП поступает на ПЗУ, ОЗУ и УВВ.

ШУ состоит из отдельных проводников, количество которых может изменяться в зависимости от конфигурации системы. МП КР580ВМ80 выполнен в корпусе, имеющем 40 выводов, что недостаточно для предоставления каждому сигналу управления отдельного вывода. Поэтому часть сигналов управления передается по выводам шины данных в режиме разделения времени.

Этим объясняется соединение на схеме МП-системы (рис.1) буфера ШУ как с МП, так и с ШД.