Микропроцессорная системы отображения информации (стр. 3 из 9)
источника питания……………………………………..
200возникновения и поддержания разряда……………….
170Ток, мА………………………………………………….0,3 – 3,0
Для образования цифр или букв рекомендуется соединять выводы индикатора согласно таблице 2.
Таблица 2- Выводы индикатора.
| Цифра | Номер вывода | Буква | Номер вывода | Буква | Номер вывода | Буква | Номер вывода |
| 1 | 2 или 4 или 10 | А | 4, 7, 11, 12 | Л | 4, 7, 11 | Ц | 2, 4, 5, 6 |
| 2 | 3, 6, 7, 11 | Б | 2, 3, 6, 8, 13 | М | 2, 4, 9, 11 | Ч | 4, 9, 12 |
| 3 | 3, 6, 11, 13 | В | 2, 3, 6, 8, 11, 13 | Н | 2, 4, 8, 12 | Ш | 2, 4, 6, 10 |
| 4 | 4, 9, 12 | Г | 2, 3 | О | 2, 3, 4, 6 | Щ | 2, 4, 5, 6, 10 |
| 5 | 3, 6, 9, 13 | Д | 1, 4, 5, 6, 7, 11 | П | 2, 3, 4 | Ы | 2, 4, 6, 13 |
| 6 | 2, 3, 6, 8, 13 | Е | 2, 3, 6, 8, 12 | Р | 2, 3, 8, 11 | Ь | 2, 6, 8, 13 |
| 7 | 3, 7, 11 | З | 3, 4, 6, 8, 12 | С | 2, 3, 6 | Э | 3, 4, 6, 12 |
| 8 | 3, 6, 7, 9, 10, 13 | Ж | 7, 9, 10, 11, 13 | Т | 3, 10 | Ю | 2, 4, 8, 11,12,13 |
| 9 | 3, 4, 6, 9, 12 | И | 2, 4, 7, 11 | У | 4, 6, 9, 12 | Я | 3, 4, 7, 9, 12 |
| 0 | 2, 3, 4, 6 | Й | 2, 3, 4, 7, 11 | Ф | 3, 9, 10, 11 | ||
| К | 2, 8, 11, 13 | Х | 7, 9, 11, 13 |
Рассчитаем параметры схемы блока генератора тактовых импульсов.
Рисунок 7 – Принципиальная схема блока ГТИ.
В качестве генератора тактовых импульсов (ГТИ) используем микросхему КР580ГФ24.
ГТИ формирует:
- две фазы С1, С2 с положительными импульсами, сдвинутыми во времени, амплитудой 12 В и частотой 2 МГц;
- стробирующий сигнал состояния STB;
- тактовые сигналы С, синхронные с фазой С2, амплитудой напряжения уровня ТТЛ (0,4 В – 2,4 В).
- сигнал "Установка в исходное состояние" SR;
- сигнал "Готовность" RDY;
Для стабилизации тактовых сигналов опорной частоты ко входам XTAL1, XTAL2 генератора подключают кварцевый резонатор BP1, частота которого должна быть в 9 раз выше частоты выходных сигналов С1, С2.
Выберем кварцевый резонатор РВ-11 на 18 МГц, который имеет следующие параметры:
- диапазон частот, МГц 4,5 - 100
- добротность, 103 80 – 300
- емкостное отношение, 10-3 5 – 0,15
- динамическое сопротивление, Ом 5 – 75
- статическая емкость C0, пФ 3 – 6
- допустимое относительное отклонение частоты, 10-6 ±10
При частоте резонатора более 10 МГц необходимо последовательно в цепи резонатора включить конденсатор С1.
(1)где fэ – эквивалентная частота последовательно соединенного конденсатора и резонатора, Гц;
f – собственная частота кварцевого резонатора;
Cк – динамическая емкость резонатора, Ф;
C0 = 3,3 пФ – статическая емкость резонатора;
МГц;где fc = 2 МГц – частота тактовых импульсов.
Динамическую емкость резонатора можно определить как
где m = 5 ∙ 10-3 – емкостное отношение.
Ф;За собственную частоту резонатора примем частоту отклонения от номинальной с учетом допустимого относительного отклонения частоты:
Гц;Определим емкость конденсатора С1:
МкФ;Выберем конденсатор С1: КМ-4 820 пФ.
Вход TANK предназначен для подключения колебательного контура, работающего на высших гармониках резонатора, для стабилизации тактовых сигналов опорной частоты. В нашей системе этот вход не используется, поэтому мы его заземляем.
Тактовые сигналы с выхода OSC, синхронные с сигналами опорной частоты, используются для одновременной синхронизации нескольких генераторов. В нашей системе эти сигналы не используются.
Стробирующий сигнал состояния STB формируется при наличии на входе SYN напряжения высокого уровня, поступающего с выхода микропроцессора в начале каждого машинного цикла. Сигнал STB используется для занесения информации состояния микропроцессора в системный контроллер для формирования сигналов управления.
Вход RDYIN предназначен для работы либо с медленнодействующими устройствами, либо для организации покомандного выполнения программы микропроцессором с частотой тактовых импульсов. Поэтому на этот вход подадим напряжение уровня логической единицы, подключив его к шине питания Uпит = +5 В через резистор R1.
Сопротивление R1 найдем из следующих соображений: верхним пределом сопротивления является значение, которое обеспечивает на входе микросхемы минимальное напряжение высокого уровня при максимальном входном токе.
(2)где Uпит = 5 В – напряжение питания микросхемы;
U1вх = 2,6 В – минимальное входное напряжение высокого уровня для входа RDYIN;
I1вх = 0,1 мА – максимальный входной ток высокого уровня;
кОм.Минимальное значение R1 определяется ограничением значения входного тока. Примем, что на этом сопротивлении падает напряжение, равное 0,5% от напряжения питания, тогда:
(3) 
Ом.Значение сопротивления R1 лежит в пределах от 250 Ом до 24 кОм. Примем R1 = 1 кОм.
Мощность рассеяние R1:
(4) 
ВтВыберем резистор R1: МЛТ-0,125 1кОм ± 5%.
Для осуществления системного сброса необходимо на вход RESIN подать сигнал низкого уровня, который появляется на выходе SR в виде сигнала высокого уровня. Длительность сигнала RESIN определяется наибольшим временем сброса микросхем, участвующих в работе системы. В нашей системе это ПККИ КР580ВВ79, сброс которого осуществляется не менее, чем за 6 тактов. Период одного такта микропроцессора:
мкс.Для надежности число тактов сброса возьмем 10.
Тогда длительность сигнала RESIN:
мкс.Система начального сброса (СНС) состоит из RC-цепочки (R2-C2), обеспечивающей заданную длительность сигнала RESIN, диода VD1, предназначенного для разряда конденсатора, и кнопочного выключателя SA1.
Допустимое обратное напряжение, прикладываемое к диоду должно быть больше напряжения питания +5 В. Необходимо также учесть, что время восстановления запирающих свойств диода tвосст должно быть меньше периода одного такта микропроцессора, т.е. tвосст<Tc.
Выберем диод 2Д509А, имеющий следующие параметры:
- максимальное обратное напряжение, Uобр max50 В
- максимальный импульсный ток, Iим max1,5 А
- средний ток, Iср 100 мА
- время восстановления запирающих свойств, tвосст 4 нс
Т.к. значения входного напряжения и тока высокого уровня для сигнала RESIN такие же, как и у сигнала RDYIN, то резистор R2 рассчитывается аналогично резистору R1. Выберем резистор R2: МЛТ-0,125 1 кОм ± 5%.
Падение напряжения на конденсаторе С2 изменяется во времени по следующему закону:
где Uс2(t) = 2,6 В – напряжение высокого уровня.
нФ;Выберем конденсатор С2: КМ-4 6800 пФ.
В качестве кнопки сброса используем кнопку КН-1, которая имеет следующие параметры:
- сопротивление изоляции, МОм, не менее 1000
- электрическая прочность изоляции при нормальных
климатических условиях, В 1000
- сопротивление электрических контактов, Ом, не более 0,01
- коммутируемое напряжение, В 50
- коммутируемый ток, А 1,5
- износостойкость, циклов коммутации 15000
- масса, г 40
Рассчитаем параметры схемы блока центрального процессора.
В качестве микропроцессора используется микросхема КР580ВМ80А.
КР580ВМ80А – функционально законченный однокристальный параллельный 8-разрядный микропроцессор с фиксированной системой команд, применяется в качестве центрального процессора в устройствах обработки данных и управления.
Выходной сигнал WI формируется когда микропроцессор переходит в режим ожидания. Но т. к. в данной системе микропроцессор постоянно находится в режиме готовности, то этот вывод не используется.
Кроме того, наше устройство работает без прерываний, поэтому вывод INTE также не используется.
Сигналы HLD и HLDA позволяют организовать режим прямого доступа к памяти для любого внешнего устройства, формирующего сигналы HLD. Но т. к. в данной системе такие устройства отсутствуют, то вывод HLDA не используется, а вывод HLD – заземляется.
Линии шины данных D0-D7, а также линии управления: RC и TR подключаются к выводам системного контроллера: D0-D7, RC и TR, соответственно.
В качестве системного контроллера используется микросхема КР580ВК28. Системный контроллер формирует управляющие сигналы по сигналам состояния микропроцессора: при чтении из запоминающего устройства - RD, при записи в запоминающее устройство - WR, при чтении из устройства ввода/вывода - RDIO, при записи в устройство ввода/вывода - WRIO, при подтверждении запроса прерывания - INTA.