ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛБНОЕ АВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ТАГАНРОГСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА
КАФЕДРА МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
Отчёт к лабораторной работе №1
“Многоканальный интегральный таймер”
По курсу
Архитектура ЭВМ и систем
Выполнили:
студент группы Р-109
Стрыгуль О.В.
Проверил:
Чернов Е.И.
Таганрог 2011г.
Цель работы: получить представление о работе БИС КР1810ВИ54 (i8254A), запрограммировать режимы работы 3 (программируемый генератор меандра) и 5 (аппаратно-запускаемый одновибратор).
Оборудование: эмулятор БИС КР1810ВИ54 (i8254A).
Теоретический материал:
Описание микросхемы и ее режимов работы
Большая интегральная схема КРШ0ВИ54 (зарубежный аналог 18254А) предназначена для выработки временных интервалов между импульсами, длительность и форма которых задается программно. Таймер используется в микроЭВМ (ПК), в микропроцессорных системах реального времени для построения аппаратных схем формирования программно-управляемых временных задержек и для реализации времязадающих функций: генерирование сигналов изменяемой частоты; подсчет числа внешних событий; формирование сигналов, задержанных во времени на программируемое значение и т.п. БИС изготавливается по nМОП-технологии в керамическом DIP-корпусе с 24 выводами. БИС имеет один уровень напряжения питания - +5 В и имеет электрическую совместимость с TTL по информационным и управляющим выводам. Максимальная частота синхронизации - до 5 МГц.
Дадим краткое описание назначения входов/выходов микросхемы:
D7-D0 (входы/выходы) - 8 - разрядная двунаправленная шина данных (ШД).
А1,АО (входы) - адресные входы для выбора канала таймера либо внутреннего регистра режима канала.
CS (вход) - вход управления выборкой кристалла БИС.
RD (вход) - вход управления операцией чтения внутренних регистров БИС.
WR (вход) - вход управления операцией записи во внутренние регистры БИС.
РО (P1,P2) (вход) - вход разрешения счета в нулевом (первом, втором) канале БИС. Другое название входа -GATE (GATEO,GATE1,GATE2). В некоторых режимах роботы переключение сигнала на данном входе из 0 в 1 перезапускает счет в соответствующем канале.
GO (G1,G2) (вход) - вход синхронизации счета в нулевом (первом, втором; канале БИС. Другое название входа - CLK (CLK0,CLK1,CLK2). Таймер занимается подсчетом единичных импульсов, поступающих на указанный вход соответствующего канала.
OUTO (OUT1,OUT2) (выход) - выход нулевого (первого, второго) канала БИС, на который выдаются импульсные сигналы заданной длительности в соответствии с установленным режимом функционирования канала БИС.
Правила использования управляющих и адресных регистров БИС:
CS | RG | WR | A1 | A0 | Операция с калом |
Загрузка счетчика канала 0 с ШД | |||||
Чтение счетчика канала 0 на ШД | |||||
Загрузка счетчика канала 1 с ШД | |||||
Чтение счетчика канала 1 на ШД | |||||
Загрузка счетчика канала 2 с ШД | |||||
Чтение счетчика канала 2 на ШД | |||||
Запись управляющего слова в регистр режима канала | |||||
Чтение слова состояния БИС | |||||
Х | Х | Х | Х | Высокое сопротивление буфера | |
Х | Х | Высокое сопротивление буфера |
Рассмотрим структурную схему таймера
В состав структуры таймера входят:
· три независимых 1 6-разрядных канала с общей схемой управления вводом/выводом
· регистры режимов работы (RCW)
· буфер 8-разрядвой ошвы данных, через который осуществляется обмен информацией между таймером и шиной данных микропроцессорной системы.
Каждый канал содержит:
· программно-доступный 16-разрядный вычитающий счетчик (СЕ), работающий в режиме двоичного, либо двоично-десятичного (BCD) счета.
· регистр начального значения счетчика (CR)- предназначен для хранения коэффициента (константы) пересчета данного канала.
· регистр защелки (OL)- для хранения текущего значения счетчика.
Входными сигналами каждого счетчика являются сигналы тактирования CLK0, CLK1, CLK2, по спаду которых содержимое счетчика уменьшается на 1. Кроме этого, имеются сигналы разрешения счета GATEO, GATE1, GATE2, которые управляют работой счетчика. Схема управления каналом (CL) осуществляет управление входом/выходом счетчика/таймера в зависимости от запроса программированного режима.
Рисунок 1: Структура интервального таймера
Возможны шесть режимов работы таймера. Они разделяются на три типа:
Режимы 0,4- однократное выполнение функций.
Режимы 1,5- работа с аппаратным перезапуском.
Режимы 2,3- работа с автозагрузкой.
В режиме однократного выполнения функций перед началом счета содержимое регистра констант пересчета CR переписывается в регистр счетчика СЕ по сигналу CLK, если сигнал GATE установлен в 1. В дальнейшем содержимое регистра СЕ уменьшается по мере прихода импульсов CLK. Процесс счета можно приостановить, если подать на вход GATE уровень логического 0. Если затем на вход GATE подать 1, счет будет продолжен дальше. Для повторения выполнения функции необходима загрузка в регистр CR новой константы, т.е. повторное программирование таймера.
При работе с аппаратным перезапуском не требуется повторного программирования таймера для выполнения той же функции. По фронту сигнала GATE значение константы из регистра CR вновь переписывается в регистр СЕ, даже если текущая операция не была завершена.
В режиме автозагрузки регистр CR автоматически переписывается в регистр СЕ после завершения счета. Сигнал на выходе OUT появляется только при наличия на входе GATE уровня логической 1. Этот режим используется для создания программируемых импульсных генераторов и генераторов прямоугольных импульсов (меандра).