Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Ісходні дані:

Кількість комірок зовнішнього ОЗП N_ОЗУ - 2К×8

Вхідні струми:

при логічному 0, I_IL - 1,6 мА

при логічній 1, I_IH - 0,1 мА

Вхідна ємкість логічних схем навантаження, С_I - 5 пФ

Монтажні ємкості усіх ланцюгів (С_м = 20 пФ).

Згідно завдання кількість комірок ОЗП складає N_ОЗУ.

Розрядність ОЗП n_ОЗУ повинна відповідати розрядності обробки даних ЦП.

Інформаційна ємкість С_ОЗУ визначається по формулі:

 

У якості мікросхеми ОЗП виберемо К537РУ10.

Необхідна швидкодія ОЗП визначається по тимчасовим діаграмам ЦП. Для МК ATmega128 тривалість циклу запису (зчитування) t_С равно 2Т_МТ, де Т_МТ - тривалість машинного такту.

При частоті кварцевого резонатора f_тг = 9 МГц тривалість t_С дорівнює:

 

 

Тривалість циклу мікросхеми пам’яті t_cy повинна задовольняти нерівності:

 

 

Мікросхему ОЗП виберемо К537РУ10, тому що вона ідеально підходить і не створює збитковості для даного випадку. Для цієї мікросхеми пам’яті ємкість 2К, а розрядність слова 8 біт:

 

.

 

Розрахуємо число ВІС ОЗП в ряду матриці:

 

 

де n_БИС - розрядність обраної мікросхеми пам’яті.

Визначимо число розрядів стовбців матриці:

 

 

де N_БИС - кількість комірок обраної мікросхеми пам’яті.

Загальна кількість ВІС ОЗП дорівнює:

 

 

Таким чином, кількість корпусів ОЗП дорівнює 1.

Визначимо струмове I_DL и I_DH і ємкістне С_D навантаження для схем вводу інформації в ОЗП по формулам:

 

I_DL = m_c * I_IDL = 1 * 1,6 = 1,6 мА

I_DH = m_c * I_IDH = 1 * 0,1 = 0,1 мА

C_D = m_c * C_ID + C_m = 1 * 5 + 20 = 25 пФ

 

де I_IDL, I_IDH - вхідні струми логічного 0 і логічної 1 по інформаційним ланцюгам обраної ВІС ОЗП.

C_ID - вхідна ємкість по інформаційному входу ВІС ОЗП.

Визначимо стум навантаження і ємкістне навантаження для схем вводу адреси по ланцюгам адресу ВІС ОЗП по формулам:

 

I_AL = m * I_IAL = 1 * 1,6 = 1,6 мА

I_AH = m * I_IAH = 1 * 0,1 = 0,1 мА

C_A = m * C_IA + C_m = 1 * 5 + 20 = 25 пФ

де I_IАL, I_IAH - вхідні токи логічного 0 і логічної 1 по ланцюгам адресу обраної ВІС ОЗП.

C_IА - вхідна ємкість по входу адресу ВІС ОЗП.

Визначимо струми навантаження I_CSL, I_CSH і величину ємкісного навантаження С_CS по ланцюгам вибору мікросхем (CS) по формулам:

 

I_CSL = m_p * I_ICSL = 1 * 1,6 = 1,6 мА

I_CSH = m_p * I_ICSH = 1 * 0,1 = 0,1 мА

C_CS = m_p * C_ICS + C_m = 1 * 5 + 20 = 25 пФ

 

де I_ICSL, I_ICSH - вхідні струми логічного 0 і логічної 1 по ланцюгам вибору (CS) ВІС ОЗП.

C_СS - вхідна ємкість по ланцюгам вибору мікросхем (CS) ВІС ОЗП.

Значення I_CSL, I_CSH и C_CS не повинні перевищувати максимально допустимі значення для обраних мікросхем, що забезпечують вибір ВІС ОЗП.

 

Рис.6 Умовно графічне позначення ОЗП К537РУ10

 

Найменування виводів:

A0 ÷ A10 - адресні входи.

W/R - запис/зчитування.

CS1 - chip select, чіп вибору.

CEO - виход дозволу.

D0 ÷ D7 - шина даних вводу/виводу.

ОЗП представляє собою статичний асинхронний оперативно запом’ятовуючий пристрій.

Режими роботи ОЗП:

 

CS	OE	WR	A0. .10	D0. .7	Режим
M	X	X	Адрес	Дані	Зберігання
L	X	L			Запись
L	L	H			Зчитування
L	H	H			Заборона виходу

 

Технологічні та електричні характеристики К537РУ10:

Технологія - КМОП

Організація - 2К×8

Час виборки, ns - не більш 220

Напруга живлення, V - 5

Струм живлення, мА

у режимі звернення - 30

у режимі зберігання - 1-2

Вхідна напруга, V

при логічному 0 - min 0 - max 0,4

при логічній 1 - min 0,9Ucc - max 0,5

Вихідна напруга, V

при логічному 0 - min 0 - max 0,4

при логічній 1 - min 2,4 - max 0,4

Вихід - 3 с.

Діапазон робочих температур, ºС - - 10 - +70

Розрахуємо ПЗП:

Оскільки по завданню необхідно створити ПЗП емкість 5К 8, то було прийнято рішення використати дві схеми емкістю 2К 8 та одну 1К 8.

Початкові дані для мікросхеми КР556РТ20 1К 8:

Кількість комірок зовнішнього ПЗП N_ОЗУ - 1К×8

Вхідні струми:

при логічному 0, I_IL - 0,25 мА

при логічній 1, I_IH - 0,04 мА

Вхідна ємкість логічних схем навантаження, С_I - 5 пФ

Монтажні ємкості усіх ланцюгов (С_м = 20 пФ).

Згідно завдання кількість комірок ПЗП складає N_ОЗУ.

Розрядність ПЗП n_ОЗУ повинна відповідати розрядності обробки даних ЦП.

Інформаційна ємкість С_ОЗУ визначається по формулі:

 

 

Необхідна швидкодія ПЗП визначається по тимчасовим діаграмам ЦП. Для МК ATmega128 тривалість циклу запису (зчитування) t_С равно 2Т_МТ, де Т_МТ - тривалість машинного такту.

При частоті кварцевого резонатора f_тг = 9 МГц тривалість t_С дорівнює:

 

 

Тривалість циклу мікросхеми пам’яті t_cy повинна задовольняти нерівності:

 

У якості мікросхеми ПЗП виберемо КР556РТ20, тому що вона ідеально підходить і не створює збитковості для даного випадку. Для даної мікросхеми пам’яті ємкість 1К, а розрядність слова 8 біт:

 

.

 

Розрахуємо число ВІС ПЗП в ряду матриці:

 

 

де n_БИС - розрядність обраної мікросхеми пам’яті.

Визначимо число розрядів стовбців матриці:

 

 

де N_БИС - кількість комірок обраної мікросхеми пам’яті.

Загальна кількість ВІС ПЗП дорівнює:

 

 

Таким чином, кількість корпусів ПЗП дорівнює 1.

Визначимо стум навантаження і ємкістне навантаження для схем вводу адреси по ланцюгам адресу ВІС ПЗП по формулам:

 

I_AL = m * I_IAL = 1 * 0,25 = 0,25 мА

I_AH = m * I_IAH = 1 * 0,04 = 0,04 мА

C_A = m * C_IA + C_m = 1 * 5 + 20 = 25 пФ

де I_IАL, I_IAH - вхідні токи логічного 0 і логічної 1 по ланцюгам адресу обраної ВІС ПЗП. C_IА - вхідна ємкість по входу адресу ВІС ПЗП.

Визначимо струми навантаження I_CSL, I_CSH і величину ємкісного навантаження С_CS по ланцюгам вибору мікросхем (CS) по формулам:

 

I_CSL = m_p * I_ICSL = 1 * 0,25 = 0,25 мА

I_CSH = m_p * I_ICSH = 1 * 0,04 = 0,04 мА

C_CS = m_p * C_ICS + C_m = 1 * 5 + 20 = 25 пФ

 

де I_ICSL, I_ICSH - вхідні струми логічного 0 і логічної 1 по ланцюгам вибору (CS) ВІС ПЗП.

C_СS - вхідна ємкість по ланцюгам вибору мікросхем (CS) ВІС ПЗП.

Враховуючи, що на відміну від ОЗП інформація з ПЗП тільки зчитується, то необхідно визначити струми навантаження і ємкість навантаження на інформаційні виходи ВІС ПЗП по формулам:

 

I_QL = m_Р * I_IL = 1 * 0,25 = 0,25 мА

I_QH = m_Р * I_IH = 1 * 0,04 = 0,04 мА

C_Q = m_C * C_QO + m_Р *C_I + C_m = 1 * 5 + 1 * 5 + 20 = 30 пФ

 

де I_QL, I_QH - вхідні струми логічного 0 і логічної 1 мікросхем навантаження ВІС ПЗП, C_QO - вихідна ємкість одного інформаційного виходу ВІС ПЗП, C_I - вхідна ємкість мікросхем навантаження ВІС ПЗП.

Отримані значення струмів не повинні перевищувати граничні значення для обраних мікросхем пам’яті.

Рис.7 Умовно графічне позначення ПЗП КР556РТ20

 

Найменування виводів:

A0 ÷ A9 - адресні входи.

D0 ÷ D7 - шина даних вводу/виводу.

CECS, CECS1 - вибір мікросхеми

Технологічні та електричні характеристики КР556РТ20:

Технологія - ТТЛШ

Організація - 1К×8

Час виборки, ns - не більш 65

Напруга живлення, V - 5

Струм живлення, мА - 180 мА

Вхідна напруга, V

при логічному 0 - min 2,4 - max 0,5

при логічній 1 - min 2,4 - max 0,5

Вихідна напруга, V

при логічному 0 - min 2,4 - max 0,5

при логічній 1 - min 2,4 - max 0,5

Вихід - 3 с.

Потужність споживання, mW - 875

Діапазон робочих температур, ºС - - 10 - +70

Початкові дані для мікросхеми КР556РТ18 2К 8:

Кількість комірок зовнішнього ПЗП N_ОЗУ - 4К×8

Вхідні струми:

при логічному 0, I_IL - 0,25 мА

при логічній 1, I_IH - 0,04 мА

Вхідна ємкість логічних схем навантаження, С_I - 5 пФ

Монтажні ємкості усіх ланцюгів (С_м = 20 пФ).

Згідно завдання кількість комірок ПЗП складає N_ОЗУ.

Розрядність ПЗП n_ОЗУ повинна відповідати розрядності обробки даних ЦП. Інформаційна ємкість С_ОЗУ визначається по формулі:

 

 

Необхідна швидкодія ПЗП визначається по тимчасовим діаграмам ЦП. Для МК ATmega128 тривалість циклу запису (зчитування) t_С равно 2Т_МТ, де Т_МТ - тривалість машинного такту. При частоті кварцевого резонатора f_тг = 9 МГц тривалість t_С дорівнює:

 

 

Тривалість циклу мікросхеми пам’яті t_cy повинна задовольняти нерівності:

 

У якості мікросхеми ПЗП виберемо КР556РТ20, тому що вона ідеально підходить і не створює збитковості для даного випадку. Для даної мікросхеми пам’яті ємкість 1К, а розрядність слова 8 біт:

 

.

 

Розрахуємо число ВІС ПЗП в ряду матриці:

 

 

де n_БИС - розрядність обраної мікросхеми пам’яті. Визначимо число розрядів стовбців матриці:

 

 

де N_БИС - кількість комірок обраної мікросхеми пам’яті.

Загальна кількість ВІС ПЗП дорівнює:

 

 

Таким чином, кількість корпусів ПЗП дорівнює 2.

Визначимо стум навантаження і ємкістне навантаження для схем вводу адреси по ланцюгам адресу ВІС ПЗП по формулам:

 

I_AL = m * I_IAL = 2 * 0,25 = 0,50 мА, I_AH = m * I_IAH = 2 * 0,04 = 0,08 мА

C_A = m * C_IA + C_m = 2 * 5 + 20 = 30 пФ

де I_IАL, I_IAH - вхідні токи логічного 0 і логічної 1 по ланцюгам адресу обраної ВІС ПЗП.

C_IА - вхідна ємкість по входу адресу ВІС ПЗП.

Визначимо струми навантаження I_CSL, I_CSH і величину ємкісного навантаження С_CS по ланцюгам вибору мікросхем (CS) по формулам:

 

I_CSL = m_p * I_ICSL = 1 * 0,25 = 0,25 мА

I_CSH = m_p * I_ICSH = 1 * 0,04 = 0,04 мА

C_CS = m_p * C_ICS + C_m = 1 * 5 + 20 = 25 пФ

 

де I_ICSL, I_ICSH - вхідні струми логічного 0 і логічної 1 по ланцюгам вибору (CS) ВІС ПЗП.

C_СS - вхідна ємкість по ланцюгам вибору мікросхем (CS) ВІС ПЗП.

Враховуючи, що на відміну від ОЗП інформація з ПЗП тільки зчитується, то необхідно визначити струми навантаження і ємкість навантаження на інформаційні виходи ВІС ПЗП по формулам:

 

I_QL = m_Р * I_IL = 1 * 0,25 = 0,25 мА

I_QH = m_Р * I_IH = 1 * 0,04 = 0,04 мА

C_Q = m_C * C_QO + m_Р *C_I + C_m = 2 * 5 + 1 * 5 + 20 = 35 пФ

 

де I_QL, I_QH - вхідні струми логічного 0 і логічної 1 мікросхем навантаження ВІС ПЗП, C_QO - вихідна ємкість одного інформаційного виходу ВІС ПЗП, C_I - вхідна ємкість мікросхем навантаження ВІС ПЗП.

Отримані значення струмів не повинні перевищувати граничні значення для обраних мікросхем пам’яті.

Рис.8 Умовно графічне позначення ПЗП КР556РТ18

 

Найменування виводів:

A0 ÷ A10 - адресні входи.

D0 ÷ D7 - шина даних вводу/виводу.

CS1 ÷ СS3 - вибір мікросхеми

Технологічні та електричні характеристики КР556РТ20:

Технологія - ТТЛШ

Організація - 2К×8

Час виборки, ns - не більш 60

Напруга живлення, V - 5

Струм живлення, мА - 180 мА

Вхідна напруга, V

при логічному 0 - min 2,4 - max 0,5

при логічній 1 - min 2,4 - max 0,5

Вихідна напруга, V

при логічному 0 - min 2,4 - max 0,5

при логічній 1 - min 2,4 - max 0,5

Вихід - 3 с.

Потужність споживання, mW - 875

Діапазон робочих температур, ºС - - 10 - +70

Рис.9 - Схема підключення процесорного блоку і пам’яті

Інтервальний таймер

 

Одним з елементів, обумовлених завданням, є інтервальний таймер i8254. Таймер призначений для формування затримок послідовності імпульсів, формування одиночних імпульсів заданої тривалості, формування стробуємих імпульсів із програмованою затримкою. Виконаний по n-МОП технології.

 

Рис.10 - Умовне графічне позначення таймеру i8254

 

D0 - D7 - двонаправлена шина даних з високоімпедансним станом.

А0 - А1 - розряди шини даних, визначають регістр, що буде адресуватися: А1А0 = 00 - адреса каналу 0; А1А0 = 01 - адреса каналу 1; А1А0 = 10 - адреси каналу 2; А1А0 = 11 - адреса регістра керуючого слова

 - вибір кристала

 - сигнал запису

 - сигналу читання

CLK0 - CLK2 - вхід дозволу подачі імпульсу від зовнішнього джерела

GATE0 - GATE2 - вхід дозволу подачі імпульсу сlk на таймер/лічильник

OUT0 - OUT2 - вихід таймерів/лічильників

Вхідні сигнали CLK0 - CLK2 подаються через схеми із зовнішніми керуючими входами GATE0 - GATE2. Кожен лічильник має вихідний сигнал OUT. Інші вузли схеми призначені для установки режиму й реалізації інтерфейсу із системною шиною.

Для функціонування таймера мікроконтролер повинен завантажити керуючі слова, значення яких позначають режим кожного лічильника, і необхідні початкові значення. У завданні нам дані параметри для програмування таймера, тому ми проініціализуємо його в розділі розробки програм ініціалізації.

Електричні параметри i8254:

1. Напруга живлення - 5 В

2. Вихідна напруга:

високого рівня - 2,4 В

низькі рівні - 0,5 В

3. Вихідний струм високого рівня - 1 мА

4. Вихідний струм низького рівня - 5 мА

5. Вхідний струм високого рівня - 30 мкА

6. Вхідний струм низького рівня - 30 мкА

 

Рис.11 - Схема підключення таймера i8254