Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Motorola/D19791206Elc035.shtml

Микрокомпьютер, работающий автономно или в комплексе с другими приборами

УДК 681.3-181.48

Дэвид Уэйн Смит (David Wayne Smith)
Фирма Motorola Inc., (Остин, шт.Техас)

David Wayne Smith. Microcomputer can stand alone or join forces with other chips, pp. 143—149.

Описывается прибор 6801 семейства МС6800 фирмы Motorola Inc., однокристальный 8-разрядный микрокомпьютер, содержащий 2 кбайт масочно-программируемой постоянной памяти, 128 байт памяти с произвольной выборкой, 29 линий ввода-вывода,таймер и усилитель синхросигнала, а также предусматривающий работу с внешними ПЗУ, ЗУПВ и приборами ввода-вывода. Восемь операционных режимов позволяют использовать этот мощный микрокомпьютер в качестве контроллера или процессора микросистемы.

Функционально законченный микрокомпьютер МС6801 обладает наилучшими характеристиками как для самостоятельной работы, так и для работы в комплексе с другими приборами. Он может выполнять функции не только мощного однокристального 8-разрядного микрокомпьютера, содержащего 2 кбайт масочно-программируемой постоянной памяти, 128 байт оперативной памяти, 29 линий ввода-вывода и размещенныи на кристалле таймер и усилитель синхросигнала, но предусматривает также, переключение в расширенный режим, в котором он работает с внешними приборами ПЗУ, ЗУПВ и ВВ.

Микрокомпьютер МС6801 обладает многими чертами, отличающими его от ряда других подобных однокристальных приборов. Центральный процессор микрокомпьютера 6801 является не упрощенным вариантом самостоятельных центральных процессоров, а фактически представляет собой расширенную модернизацию прибора 6800. Последовательный связной интерфейс также реализуется на кристалле, что позволяет в большей степени сэкономить объем дорогостоящего программного кода ПЗУ, чем кажется на первый взгляд,— последовательная линия связи может обслуживаться по прерываниям, в то время как другие однокристальные микрокомпьютеры вынуждены делать это при помощи программных средств.

Наконец, структура микрокомпьютера 6801 рассчитана на максимальную гибкость построения микросистем. Если требуется только внешняя память, то достаточно подключить к микрокомпьютеру прибор МС6803, не содержащий ПЗУ. Подключение же прибора МС6801 ускоряет работу по макетированию однокристальных контроллеров, поскольку он заменяет размещенное на кристалле микрокомпьютера 6801 постоянное ЗУ объемом 2 кбайт на стираемое ультрафиолетовым облучением программируемое ПЗУ. Секрет эффективности микрокомпьютера 6801 заключается в том, что в нем предусматривается много операционных режимов. Когда микрокомпьютер сбрасывается, выбираемый новый режим может совершенно изменить его внутреннее состояние — его карту памяти, конфигурацию средств ВВ и векторы сброса. Как показывает блок-схема прибора (рис.1), при работе в расширенном режиме адреса и данные передаются по линиям, которые в однокристальном режиме определяются как линии ВВ.

Многорежимный прибор. Прибор МС6801 обладает более широкими функциональными возможностями, чем простой однокристальный микрокомпьютер, — он работает в
Рис.1. Многорежимный прибор. Прибор МС6801 обладает более широкими функциональными возможностями, чем простой однокристальный микрокомпьютер, — он работает в восьми режимах. Прибор содержит 128 байт оперативной памяти, 2 кбайт постоянной памяти, 29 линий ввода-вывода и центральный процессор, обладающий улучшенными характеристиками по сравнению с микро процессором 6800. Порты 2 и 3, которые обеспечивают ввод и вывод данных в однокристальных режимах, служат для передачи данных и адресов в расширенных режимах.

Совместимость в пределах семейства

При этом микрокомпьютер 6801 сохраняет связи со своим семейством 6800 как по программным средствам, так и по системной архитектуре. Примером является ввод-вывод по карте памяти, который позволяет все стандартные инструкции по работе с памятью выполнять также для адресов ввода-вывода. Кроме того, благодаря этой совместимости в пределах семейства микрокомпьютер 6801 можно полностью эмулировать при помощи прибора 6803 с минимальным числом внешних компонентов.

Модернизированный центральный процессор микрокомпьютера 6801 обладает такими достоинствами, как аппаратное выполнение умножения, новые операции над индексами и возможность объединения накапливающих регистров А и В в один 16-бит регистр. Кроме того, микрокомпьютер имеет возможности многочисленных прерываний. Векторы прерывания, которые различны для каждого внутреннего компонента и функции (например, для последовательного ввода и последовательного вывода), а также две отсутствующие в других приборах линии внешних прерываний, значительно упрощают построение системы с управлением по прерываниям.

ПЗУ с монитором

Первые варианты микрокомпьютера 6801 предлагаются с программой-монитором, занесенным в ПЗУ при помощи маски. Этот вариант, прибор MC6801L1, содержит монитор под названием Lilbug, разработанный в группе Microcomponents Systems фирмы. Прибор прекрасно демонстрирует возможности микрокомпьютера 6801, поскольку он позволяет пользователю посылать команды монитора через последовательный порт на терминал со стандартным интерфейсом RS-232-C либо в однокристальном режиме, либо в расширенном режиме.

Вариант микрокомпьютера, содержащий стираемое ППЗУ, прибор 68701, может особенно эффективно использовать достоинства многоре-жимной архитектуры. Если прибор 68701 работает в расширенном режиме, когда внешняя управляющая программа находится в ПЗУ, а программа объектного кода — во внешнем ЗУПВ, он может буквально программировать сам себя.

Из 128 байт ЗУПВ микрокомпьютера 6801 64 байт могут сохранять данные при минимальной мощности потребления от источника резервного питания. Если резервный источник питания выходит из строя во время отказа основного питания, бит состояния резервного источника информирует процессор о том, что данные, хранящиеся в ЗУПВ, оказываются под сомнением. Тот же самый бит, если он устанавливается и непосредственно после этого опрашивается, является признаком состояния резервного источника при проверке перед процедурами отключения питания. В микрокомпьютере предусматривается также бит разрешения ЗУПВ, при помощи которого ячейки ЗУПВ отключаются от шины и тем самым предохраняются от ложных сигналов записи в память в то время, когда питание системы отключается или включается.

Последовательный ввод и вывод

Последовательный связной интерфейс (ПСИ) микрокомпьютера 6801 предназначается для выполнения функций последовательного порта ВВ с обслуживанием по прерываниям. Хотя такой способ обслуживания по прерыванию не является абсолютно необходимым,— здесь можно было бы пойти по пути опроса регистров при помощи программных средств, как это делается на других однокристальных процессорах,— однако принятая в микрокомпьютере 6801 схема прерывания ПСИ позволяет значительно сэкономить объем программной памяти.

Для ПСИ формат передаваемых данных может быть либо стандартным «метка — пробел» (без возвращения к нулю, или БВН), либо биполярным, причем ПСИ может работать либо в полудуплексе, либо в полном дуплексе. Выбор этих режимов, а также скорости передачи в бо-дах может осуществляться внутренними средствами, при помощи установки соответствующих регистровых битов. В табл.1 приведены скорости передачи данных, выбираемые в одном из четырех диапазонов для трех различных значений тактовой частоты. Если желательна скорость передачи данных, отличная от приведенных в таблице, то для системы можно использовать внешнюю входную тактовую частоту.

Таблица 1. Внутренние скорости передачи данных для последовательного порта микрокомпьютера 6801

Частота кварца, МГц

4,0

4,9152

2,4576

Тактовая частота Е, МГц

1,0

1,2288

0,6144

Е ÷ 16

62 500

76 800

38400

Е ÷ 128

7812,5

9 600

4 800

Е ÷ 1024

976,6

1200

600

Е ÷ 4096

244,1

300

150

Управление прерываниями и активация

Особенно важны для построения систем такие две черты ПСИ, как структура прерываний и управление активацией. Внутренние сигналы прерывания, генерируемые для состояний «регистр приемника полный» и «регистр передатчика пустой», являются независимо маскируемыми. Кроме того, их объединенный сигнал прерывания для передачи данных является уникальным в карте векторов прерывания, что упрощает планирование работы программ обслуживания и обеспечивает более разнообразное использование этих прерываний. Средства управления активацией упрощают обработку сообщений в многопроцессорной системе с последовательными линиями передачи данных.

Режим работы системы

Режим работы типичной системы, включающей несколько микрокомпьютеров 6801, может выглядеть следующим образом: в течение определенного периода ожидания (называемого периодом раздела сообщения и имеющего длительность 10 или более последовательных единиц) между любыми Двумя сообщениями происходит установка в единицу битов активации для всех процессоров,— состояние, которое позволяет нормально работать схеме приема сигналов прерывания. Когда все процессоры принимают идентификационный знак, каждый из них решает для себя, обрабатывать или игнорировать оставшуюся часть сообщения. Если данный процессор решает игнорировать сообщение, то он не устанавливает признака, информирующего программные средства о том, что оставшуюся часть сообщения не стоит принимать во внимание, поскольку каждый знак обрабатывается индивидуально. Вместо этого он устанавливает значение бита активации равным нулю, что заставляет ПСИ маскировать прерывание приема оставшейся части сообщения до тех пор, пока не появится другой раздел сообщения. Это аппаратное решение экономит не только объем памяти признаков, но также и процессорное время обслуживания. Но главное его значение состоит в том, что благодаря этому микрокомпьютер 6801 становится более пригодным для обмена данными между произвольными передатчиками и приемниками, чем любой другой однокристальный микрокомпьютер.

Разработчику однокристальной микросистемы с использованием прибора 6801 предоставляется 29 параллельных линий ввода-вывода, которые все совместимы с ТТЛ-схемами. Пять из этих линий используются также в режиме разделения времени с последовательным интерфейсом и с таймером и могут выбираться под программным управлением для любой цели. Остальные 24 линии представляют три полных 8-бит порта ВВ, один из которых содержит регистры ввода (приема) и вывода (выдачи) для обеспечения возможности установления связи. Когда микрокомпьютер 6801 используется в расширенном режиме, коды данных и адресов передаются по портам 2 и 3 под управлением адресного строба и стандартного сигнала шины микропроцессора 6800, известного под наименованием «чтение/запись» (R/W). Оставшийся байтовый порт, порт 1, всегда предоставляется для параллельного ввода-вывода, независимо от режима работы микрокомпьютера 6801.

Временные функции

Таймер, размещаемый на кристалле микрокомпьютера 6801, полезен для реализации многих временных функций, в том числе для синтеза импульсов, частоты и периода, а также для измерения частоты, периода и скважности. Таймер содержит 16-бит счетчик, приращение значения которого производится по сигналам системной тактовой частоты, регистр фиксации входной величины и регистр сравнения выходной величины. Каждый из этих регистров фиксации и сравнения, а также бит переполнения регистра определяет комбинированное прерывание таймера, причем каждый из этих сигналов является маскируемым. Кроме того, прерывание, которое происходит для всего таймера, имеет собственный вектор обслуживания прерывания. Регистр фиксации входной величины запоминает значение свободно считающего счетчика в момент переключения уровня внешней входной линии таймера. (Направление этого переключения — происходит ли при нем повышение или понижение уровня — может быть задано программным способом.) Регистр сравнения выходной величины хранит значение, которое всегда сравнивается со значением счетчика. В случае совпадения этих значений бит выхода таймера устанавливается равным текущему значению бита уровня выхода. Использование этих двух регистров и управляющих схем позволяет измерять или синтезировать почти любые временные сигналы.

Системный тактовый сигнал для всех блоков, как внутренних для микрокомпьютера 6801, так и внешних, генерируется в секции усилителя синхросигнала. Эта секция предназначается для работы только с внешним кварцем, но может также работать с внешним синхросигналом, совместимым с ТТЛ-схемами. В любом случае эта частота должна в 4 раза превышать максимальную частоту системного синхросигнала (синхросигнала Е) 1,0 МГц, т.е. должна составлять 4 МГц.

Центральный процессор микрокомпьютера 6801 работает с 8-бит данными и 16-бит адресами, а по своему объектному коду совместим с семейством микропроцессоров М6800. Центральный процессор микрокомпьютера 6801 содержит много новинок, одна из которых — это аппаратное выполнение умножения 8-бит двоичных чисел, при котором получается 16-бит произведение. Это произведение запоминается в новом регистре, представляющем объединение регистров А и В и называемом D-регистром. Благодаря D-регистру обеспечивается обработка 16-бит операндов при помощи шести новых инструкций, специально созданных для работы с этим регистром, включая сложение с удвоенной точностью, сдвиг влево и сдвиг вправо 16-бит операнда и запоминание и загрузку 2-байт операндов.

Три новые инструкции микрокомпьютера 6801 облегчают работу с индекс-регистром. Это инструкции записи индекс-регистра в стек или считывания из стека, а также инструкция прибавления содержимого В-регистра к индекс-регистру, которая полезна для загрузки и запоминания таблиц смещения.

Обычная для приборов семейства 6800 управляющая линия действительного адреса памяти, VMA, в микрокомпьютере 6801 была исключена, поскольку потребность в ней отпала: признаком холостого цикла является здесь появление кода FFFF16 на шине адресов. Кроме того, было сокращено время выполнения многих инструкций и исключены многие из необязательных циклов, что позволило повысить эффективность работы машины.

Выбор режима

Из многих аспектов, связанных с аппаратной реализацией микрокомпьютера 6801 и привлекающих внимание специалиста, самым главным является выбор режима. В табл.2 перечислены восемь имеющихся режимов.

Таблица 2. Характеристики режимов

Режим

Программное управление

ПЗУ

ЗУПВ

Векторы прерывания

Режим шины

Операционный режим

Контакт 10

Контакт 9

Контакт 8

7

1

1

1

Внутр.

Внутр.

Внутр.

Внутр.

Однокристальный

6

1

1

0

Внутр.

Внутр.

Внутр.

МП

Мультиплексный, с частичным декодированием

5

1

0

1

Внутр.

Внутр.

Внутр.

НМП

Немультиплексный, с частичным декодированием

4

1

0

0

Внутр.1

Внутр.2

Внутр.

Внутр.

Однокристальный, тестовый

3

0

1

1

Внеш.

Внеш.

Внеш.

МП

Мультиплексный, без ЗУПВ или ПЗУ

2

0

1

0

Внеш.

Внутр.

Внеш.

МП

Мультиплексный, с ЗУПВ

1

0

0

1

Внутр.

Внутр.

Внеш.

МП

Мультиплексный, с ЗУПВ и ПЗУ

0

0

0

0

Внутр.

Внутр.

Внутр.3

МП

Мультиплексный, тестовый

Примечания:

1. Блокируется.
2. Адрес для ЗУПВ: ХХ80, XXSS факультативный, по маске ПЗУ.
3. Первые два адреса считываются с внешнего прибора после сброса. Внутр. —внутренний; Внеш. —внешний; МП— мультиплексный; НМП — немультиплексный.

Общим для всех режимов является использование портов ввода-вывода 1 и 2, работа таймера, работа последовательного порта и резервированная регистровая область для всей памяти, размещенной на кристалле. ЗУПВ, ПЗУ, средства ВВ и векторы прерывания используются внутренние или внешние в зависимости от выбранного режима. На рис.2 приведены карты памяти для каждого из режимов работы.

 

Режим 0
Мультиплексный, тестовый

Режим 1
Мультиплексный, с внутренними ЗУПВ и ПЗУ

Режим 2
Мультиплексный, с внутренним ЗУПВ

Режим 3
Мультиплексный, без внутренней памяти

0000

Внутренние регистры

Внутренние регистры

Внутренние регистры

Внутренние регистры

001F

Область внешней памяти

Область внешней памяти

Область внешней памяти

Область внешней памяти

0080
00FF

Внутреннее ЗУПВ

Внутреннее ЗУПВ

Внутреннее ЗУПВ

0100

Область внешней памяти.

Область внешней памяти

Область внешней памяти

F800

Внутреннее ЗУПВ

Внутреннее ЗУПВ

FFEF

Внутренние векторы прерывании

Внутренние векторы прерываний

Внутренние векторы прерываний

Внутренние векторы прерывании

FFF0

 

— Исключаются адреса 04, 05/06, 07 и 0F, которые могут использоваться внешними приборами
— Адреса FFFE и FFFF, если обращение к ним производится в пределах двух тактов после положительного сигнала сброса, считаются внешними, а в противном случае — внутренними
— После двух микропроцессорных тактов области внутренней и внешней памяти не должны перекрываться, если с шиной данных работает более чем один прибор
—Только в этом режиме может использоваться внешний вектор сброса для просмотра векторов прерывания во внутреннем ПЗУ

—Исключаются адреса 04, 05, 06, 07 и 0F, которые могут использоваться внешними приборами
— Внутренние адреса ПЗУ FFF0 - FFFF не используются

— Исключаются адреса 04, 05, 06, 07 и 0F, которые могут использоваться внешними приборами

—Исключаются адреса 04, 05, 06, 07 и 0F, которые могут использоваться внешними приборами

(продолжение)

 

Режим 4
Однокристальный, тестовый

Режим 5
Мультиплексный, с частичным декодированием

Режим 6
Мультиплексный, с частичным декодированием

Режим 7
Однокристальный

0000

Внутренние регистры

Внутренние регистры

Внутренние регистры

Внутренние регистры

001F

 

Не используется

Область внешней памяти

Не используется

0080
00FF

нe используется

Внутреннее ЗУПВ

Внутреннее ЗУПВ

Внутреннее ЗУПВ

0100

 

Область внешней памяти

Область внешней памяти

Не используется

01FF — F800

 

Не используется

 

 

ХХ80
FFEF

Внутреннее ЗУПВ

Внутреннее ПЗУ

Внутреннее ПЗУ

Внутреннее ПЗУ

FFF0

Внутренние векторы прерывания

Внутренние векторы прерывания

Внутренние векторы прерывании

Внутренние векторы прерывании

 

—Внутреннее ПЗУ блокируется
— Режим 4 может быть заменен на режим 5 без сигнала сброса, если записать 1 в разряд PC0 порта ВВ 2
— Адресные линии A8 - А15 рассматриваются как безразличные для декодирования адресов внутреннего ЗУПВ
— Внутреннему ЗУПВ будут соответствовать адреса ХХ80-XXF0

— Исключаются адреса 04, 06 и 0F, которые могут использоваться внешними приборами
— Этот режим может быть установлен без перехода чере: операцию сброса СБРОС, если в режиме 4 записать 1 в разряд PC0 порта ВВ 2
• Адресные линии А0 — А7 будут содержать не адреса, а только единицы, пока в регистр направления данных для порта 4 не будут записаны соответствующие биты

— Исключаются адреса 04, 06 и 0F, которые могут использоваться внешними приборами
— Адресные линии А8 - А15 содержат не адреса, а только единицы, пока в регистр направления данных для порта 4 не будут записаны соответствующие биты

 

Рис.2. Карты памяти для различных режимов. Схема адресации памяти, применяемая в микрокомпьютере 6801, изменяется в зависимости от его режима работы. На приведенных здесь картах памяти показаны области памяти, которые предоставляются пользователю для пяти мультиплексных режимов, двух однокристальных режимов и одного немультиплексного режима (в этот перечень входят также тестовые режимы).

Существуют в основном два типа режимов: однокристальный и расширенный. Имеются также два варианта расширенного режима: стандартный мультиплексный режим, который позволяет полностью адресовать 64К байт памяти, и немультиплексный режим, который, с одной стороны, позволяет адресовать только 256 байт при помощи своих восьми адресных линий, а с другой,— не требует внешнего регистрового прибора-демультиплексора. 256 байт декодируются процессором, их началом является ячейка 010016.

Режим 0 — тестовый режим, единственный, в котором допускается подача вектора сброса извне (максимум через два такта после сброса), хотя векторы ПЗУ и сброса могут также формироваться внутри микрокомпьютера. Режим 1 аналогичен режиму 0, однако ориентирован на использование внешних векторов во всех случаях.

Режимы 2 и 6 — мультиплексные расширенные режимы, различие между которыми заключается в том, что в режиме 2 используется внешнее ПЗУ, а в режиме 6 — внутреннее ПЗУ. (Все обращения к ПЗУ осуществляются при помощи векторов прерывания и сброса, за исключением режимов 0 и 1.)

Режим 3 — расширенный мультиплексный режим, но с использованием внешних ПЗУ и ЗУПВ. Режим 4 — еще один тестовый режим, применяемый для проверки функционирования одного кристалла. Режим 5 — немультиплексный расширенный режим, при котором используется внутреннее ПЗУ. Ввиду того что для внешнего использования при этом остается всего восемь линий адреса, он применяется обычно для работы с 256 адресами ВВ. Наконец, режим 7 — полностью автономный однокристальный режим, в котором все 29 линий ВВ используются как функциональные для ввода и вывода.

Хотя набор внутренних регистров микрокомпьютера не является в чистом виде аппаратным оборудованием, разработчик системы всегда должен его учитывать, поскольку эти регистры управляют реализацией аппаратных функций. В табл.3 приведена карта регистров для микрокомпьютера 6801 и показано, каким образом пользователь может обращаться к ячейкам внутренних регистров. В равной мере важны для пользователя векторы прерывания и их иерархия, указанная в табл.4.

Таблица 3. Внутренние регистры микрокомпьютера 6801

Шестнадцатеричный адрес

Регистр

00  

Направление данных 1

01  

Направление данных 2

02  

Порт ВВ 1

03  

Порт ВВ 2

04* 

Направление данных 3

05**

Направление данных 4

06* 

Порт ВВ 3

07**

Порт ВВ 4

08  

Состояние таймера и сигналов управления

09  

Счетчик, старший байт

0А  

Счетчик, младший байт

0В  

Сравнение выходной величины, младший байт

0С  

Сравнение выходной величины, младший байт

0D  

Фиксация входной величины, старший байт

0Е  

Фиксация входной величины, младший байт

0F* 

Порт ВВ 3, управление/состояние

10  

Скорость последовательной передачи и режим

11  

Управление последовательной передачей и состояние

12  

Последовательные принимаемые данные

13  

Последовательные передаваемые данные

14  

Управление ЗУПВ

15—1F

Резерв

 

* Внешние адреса в режимах 0, 1, 2, 3, 5 и 6.
** Внешние адреса в режимах 0, 1, 2 и 3.

Таблица 4. Карта памяти для векторов прерывания

Приоритет

Вектор

Описание

1

FFFF—FFFF

Перезапуск

2

FFFC—FFFD

Немаскируемое прерывание

3

FFFA—FFFB

Программное прерывание

4

FFF8—FFF9

Запрос прерывания 1 (IRQl)/cтpoб прерывания 3

5

FFF6—FFF7

IRQ2/фиксация входного значения таймера

6

FFF4—FFF5

IRQ2/сравнение выходного значения таймера

7

FFF2—FFF3

IRQ2/переполнение таймера

8

FFF0—FFF1

IRQ2/прерывание для последовательного ввода-вывода

Кварцевая синхронизация

Если необходимо обеспечить последовательную передачу данных со стандартной скоростью, то используется кварц с частотой 4,91520 или 2,4576 МГц. Тактовая частота микрокомпьютера в случае более высокочастотного кварца составит приблизительно 1,22 МГц, что требует применения варианта 6801А, способного работать при частоте 1,25 МГц. Однако, чтобы исключить это ограничение по скорости, можно было бы использовать внешний генератор колебаний для ПСИ.

Как упоминалось выше, эмуляцию микрокомпьютера 6801 можно осуществить при помощи процессора 6803 в варианте без ПЗУ либо при помощи микрокомпьютера 6801 в расширенном режиме. Коды ячеек портов ВВ, которые используются для адресов и данных в расширенном режиме, декодируются на внешней шине, чтобы эмулировать работу этих портов в однокристальном режиме. Чтобы упростить подобную эмуляцию, ячейки, к которым в этом режиме обращаться было бы бессмысленно, игнорируются внутренними блоками. Однако центральный процессор считывает эти значения с шины данных и определяет таким образом, что за этими данными необходимо обратиться к внешним блокам (разрешая прием на свои буферы входных данных). Эмулируемые ячейки — это регистры данных и регистры направлений данных для портов 3 и 4.

Вызов программы-монитора

Реализованный на кристалле прибора 6801L1 монитор работает подобно любому другому мощному монитору и включает аппаратную трассировку, для функционирования которой требуется объемная перемычка с выхода таймера на вход прерывания. В случае трассировки в таймер загружается число циклов, необходимое для того, чтобы закончить программу трассировки, осуществить возврат из прерывания и начать выполнение нужной инструкции. В этот момент таймер инициирует формирование сигнала немаскируемого прерывания (NMI), который затем обслуживается процессором в конце инструкции. Полученная информация накапливается в стеке и предоставляется программисту, который может проанализировать, что происходит между моментами трассировки.

На рис.3 показан минимальный вариант демонстрационной микросистемы 6801L1. Эта схема предусматривает управляемую выдачу информации о режиме на соответствующие линии в процессе сброса и простое подключение последовательного порта передачи данных с использованием приемников и передатчиков со сдвигом уровней, приборов МС1488 и МС1489. Схема работает в режиме 7 и при подключении к порту RS-232-C компьютерного терминала позволяет осуществить полную демонстрацию возможностей микрокомпьютера 6801 при помощи программы-монитора.

Отладочный монитор. В случае занесения в постоянную память микрокомпьютера 6801 программы-монитора под названием Lilbug этот микрокомпьютер становится
Рис.3. Отладочный монитор. В случае занесения в постоянную память микрокомпьютера 6801 программы-монитора под названием Lilbug этот микрокомпьютер становится прибором MC6801L1. Для его работы необходимо минимальное число внешних связей: пара микросхем линейных приемопередатчиков обеспечивает буферизацию последовательной линии для подключения к терминалу с интерфейсом RS-232-C.

На рис.4 представлен расширенный вариант этой демонстрационной схемы. Прибор 74LS373 — это регистр младшего байта адреса, который работает под управлением адресного строба (AS) и служит для выделения адреса из объединенной информации адреса и данных. В этой схеме, рассчитанной на расширенный мультиплексный режим, могут использоваться внешние ЗУПВ и ПЗУ. Например, разработчик может воспользоваться внешним ЗУПВ для записи программы при помощи монитора Lilbug в режиме 6. Убедившись в работоспособности этой программы, он может занести ее в ПЗУ, программируемое путем выплавления связей, чтобы затем подключить это ПЗУ к шине микрокомпьютера. Комбинация микрокомпьютера 6801 (или 6803) с таким внешним ППЗУ была бы достаточной для того, чтобы составить целую систему. Более мощные схемы на базе микрокомпьютера 6801 требуют больших по сравнению с предыдущими примерами усилий разработчика, однако только в области программных средств.

Расширенный режим. В расширенном мультиплексном режиме микрокомпьютер 6801 может работать с внешней постоянной и оперативной памятью. Вариант микроком
Рис.4. Расширенный режим. В расширенном мультиплексном режиме микрокомпьютер 6801 может работать с внешней постоянной и оперативной памятью. Вариант микрокомпьютера 6801 с монитором Lilbug позволяет разрабатывать и отлаживать программу, находящуюся в оперативной памяти, а затем заносить ее в программируемое ПЗУ, получая тем самым законченную систему.

На рис.5 показано устройство управления светофорами регулирования уличного движения, где используются 29 линий ВВ микрокомпьютера. 16 из этих линий управляют включением и выключением красного, желтого, зеленого цвета и стрелок левого поворота для целого перекрестка. Линии ВВ порта 2 служат для выбора режима (учитывающего, например, отсутствие сигналов стрелок левого поворота или другие аппаратные различия), который считывается программными средствами. Три линии порта 1 служат для связи с органами ручного управления, причем для извещения системы об изменениях используются немаскируемые прерывания. Сигналы дорожных датчиков для каждого направления считываются при помощи младших линий порта 1.

5. Контроллер для регулирования уличного движения. Контроллер светофора регулирования уличного движения строится с использованием 29 линий ввода-вывод
Рис. 5. Контроллер для регулирования уличного движения. Контроллер светофора регулирования уличного движения строится с использованием 29 линий ввода-вывода компьютера 6801 в однокристальном режиме. Функциональные возможности этого контроллера достаточно широки, они предусматривают работу с дорожными датчиками, программирование различных режимов при помощи перемычек на схемной плате, а также восприятие сигналов от специальных автомобилей. Через последовательный порт ввода-вывода контроллер может быть подключен к крупному центральному компьютеру.

Если микросистему необходимо состыковать с крупным городским компьютером, это делается при помощи последовательных линий ввода-вывода, без затрат дополнительного времени на циклы ожидания, реализуемые программным способом. Необходимо, чтобы оставалось достаточное число линий для восприятия радиосигнала или ультразвукового сигнала, выдаваемого приближающимся автомобилем аварийной службы или скорой помощи. Затем, на основании данных, посылаемых крупным компьютером относительно направления движения этого автомобиля, можно будет включить соответствующие сигналы светофора, обеспечивающие беспрепятственный проезд этого автомобиля. Весь контроллер можно было бы реализовать на базе микрокомпьютера 6801 или 6803, внешнего ППЗУ и небольшого количества дополнительных аппаратных средств.

Будущие приборы

Уже сейчас имеются дополнительные варианты прибора 6801, причем планируется выпуск еще ряда вариантов этого микрокомпьютера. Сейчас выпускается прибор MC6803NR — микрокомпьютер 6803 без ЗУПВ, пропорционально более низкой стоимости, чем приборы 6803 и 6801. Подготавливается производство прибора МС6801РС, периферийного контроллера с двухпортовым ЗУПВ, которое предусматривает возможность внешнего доступа к этому размещенному на кристалле ЗУПВ. Подготавливается также производство заранее запрограммированного контроллера МС6801 для работы со стандартной шиной IEEE-488. При соединении с универсальным адаптером сопряжения МС68488 этот прибор будет работать как функционально законченный котроллер шины, обеспечивающий последовательный или параллельный обмен данными по линиям сопряжения с компьютером.

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 52, No.25 (577), 1979г - пер. с англ. М.: Мир, 1979, стр.41

Electronics Vol.52 No.25 December 06, 1979 A McGraw-Hill Publication

David Wayne Smith. Microcomputer can stand alone or join forces with other chips, pp. 143—149.

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Микрокомпьютеры





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Motorola/D19791206Elc035.shtml