16-разрядный модуль ПЗУ для процессора 80286 емкостью 256КБ
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Содержание
Введение
1. Разработка структурно-функциональной схемы
2. Выбор элементной базы
3. Описание построения основных узлов и блоков
4. Описание функционирования схемы
5. Расчетная часть
Список использованных источников
Приложение 1: спецификация проекта
Приложение 2: анализ работы схемы
Приложение 3: принципиальная электрическая схема
Введение
Внедрение микропроцессорной, и вообще цифровой, техники в устройства управления промышленными объектами требует от специалистов самого различного профиля быстрого освоения этой области знания. В процессе разработки функциональных схем цифровых устройств отчетливо выделяются два характерных этапа. На первом этапе, который можно назвать структурным проектированием, заданный неформально алгоритм разработчик представляет в виде последовательности некоторых операторов, таких, как получение результата, счет, преобразование кода, передача информации. При этом он старается использовать ограниченный набор общепринятых операторов. При использовании этих операторов, как правило, алгоритм можно представить довольно небольшим их числом. Структура алгоритма становится обозримой, понятной, легко читаемой и однозначной. На основе полученной структуры алгоритма формулируются технические требования к схемам, реализующим отдельные операторы. По техническим требованиям в качестве функциональных узлов схемы можно применить либо готовые блоки в интегральном исполнении, либо, если таких микросхем в наличии нет, синтезировать их из более простых элементов.
Подобный синтез первоначально производится при помощи алгебры логики, после чего по полученным функциям строится эквивалентная схема. Однако, как правило, синтезированные схемы хуже их аналогов в интегральном исполнении. К этому приводят следующие обстоятельства: большее время задержки, большие габариты, большее потребление энергии. Поэтому результативного проектирования цифровых устройств разработчик должен уметь: выбрать наиболее приемлемый вариант решения поставленной задачи, работать с алгеброй логики, знать основные цифровые элементы и уметь их применять, по возможности знать наиболее простые и распространенные алгоритмы решения основных задач. Знание наиболее распространенных инженерных приемов в проектировании устройств позволит в будущем сразу воспользоваться готовой схемой, не занимаясь бесполезной работой. Необходимо заметить, что реализация схемы гораздо сложнее, чем простое решение задачи в алгебре логики и наборе полученной функции из логических элементов.
В действительности даже, казалось бы, самые простые элементы, необходимо включать по определенной схеме, знать назначения всех выводов. Необходимо знать, чем различаются элементы в пределах серии. Понимание внутренней логики микросхемы особенно важно именно для специалистов по автоматике и промышленной электронике, поскольку цифровые микросхемы изначально создавались для выполнения строго определенных функций в составе ЭВМ. В условиях автоматики и радиотехники они часто выполняют функции, не запланированные в свое время их разработчиками, и грамотное использование микросхем в этих случаях прямо зависит от понимания логики их работы. Хорошее знание тонкостей функционирования схем узлов становится жизненно необходимым при поиске неисправностей, когда нужно определить, имеется ли неисправность в данном узле или же на его вход поступают комбинации сигналов, на которые схема узла не рассчитана. Составление тестов, а тем более разработка само проверяемых схем также требуют очень хороших знаний принципов работы узлов.
Цель курсового проекта: изучение схемотехники узлов и устройств ЭВМ, приобретение навыков построения принципиальных электрических схем, ознакомление с составом серий интегральных микросхем (ТТЛ-серии) и использованием микросхем при построении электрических схем узлов и устройств ЭВМ.
Задание на проектирование: разработать принципиальную электрическую схему узла, блока, электронного устройства ЭВМ.
Тема задания курсового проектирования: 16-разрядный модуль ПЗУ для процессора 80286 ёмкостью 256КБ.
1. Разработка структурно-функциональной схемы
Постоянные запоминающие устройства предназначены для хранения однократно записанной информации при отключении источника питания. ПЗУ применяется для хранения как системных, так и прикладных программ, последовательности микрокоманд, а также для создания различных преобразователей кодов. Такие запоминающие устройства работают в режимах хранения и считывания информации и не допускают смену своего информационного содержания.
Структуру построения модуля памяти определяют входные и выходные нагрузочные характеристики БИС ПЗУ и согласующих схем, а также их временные характеристики.
Перед построением модуля ПЗУ нужно определиться с БИС ПЗУ и оптимальной организации накопителя ПЗУ, то есть соотношение числа слов и разрядов. Выбор типа БИС ПЗУ определяется параметрами: емкостью, быстродействием, потребляемой мощностью и т. д. Характеристики модуля ПЗУ зависят от способа объединения БИС ПЗУ, предусматривающего соответствующие схемы согласования нагрузок по входам и выходам. Блок ПЗУ включает модуль ПЗУ, составленный из микросхем памяти, и контроллер ПЗУ, а также при необходимости средства сопряжения с магистралью, реализуемые на основе интерфейсных микросхем. Тип интерфейса, принятый в данной микропроцессорной системе, оказывает значительное влияние на схему и характеристики контроллера и устройств сопряжения. Физический интерфейс представляет собой унифицированную магистраль из линий передачи сигналов, функционально объединенных шиной адреса ША, по которой передаются адресные сигналы, шиной данных ШД, по которой осуществляется обмен данными, и шиной управления ШУ, по которой распространяются сигналы управления.
Для микропроцессорных систем построенных на основе процессора Intel 80286 магистраль включает 24-разрядную ША, 16-разрядную ШД и шину управления, из которой для блока ПЗУ используются 2 сигнала «\MEMR» и «SBHE».
Блок-схема разрабатываемого устройства памяти приведена на рис. 1.
Рис.1. Структурно-функциональная схема ПЗУ на основе Intel 80286
2. Выбор элементной базы
Проектирование модуля ПЗУ заключается в разработке такой структуры ПЗУ, которая позволяет обеспечить организацию ПЗУ ёмкостью в 256Кx16 для процессора Intel 80286.
В разрабатываемом устройстве в качестве элемента памяти используется микросхема M27W201, так как имеет уменьшенный расход энергии и высокую надежность. Эта ИС имеет организацию 256К8 и, следовательно, допускает считывание информации восьмиразрядными словами (байтами). Так как емкость проектируемого ПЗУ 256 КБx16, необходимо использовать 2 микросхемы M27W201. Особенность микросхемы состоит в наличии у нее дополнительного входа для сигнала управления состоянием выхода ОЕ.
Блок выходных формирователей осуществляет согласование уровней выходных сигналов информации поступающих с усилителей на выход, а также преобразование входной информации для подачи ее в накопитель.
Блок управления осуществляет синхронизацию работы микросхемы в режимах выборки, считывания. Управление режимами работы микросхемы осуществляется сигналами \MEMR, SBHE.
Микросхема M27W201:
Графическое обозначение микросхемы M27W201 показано на рис. 2.
Микросхема имеет восьмиразрядную организацию 256К*8 бит. Основные параметры микросхемы:
· Напряжение питания: 5V;
· Время задержки: 60нс;
· Рабочая температура:0-70 °С;
· Совместимость с ТТЛ.
Рисунок 2 - Графическое обозначение микросхемы M27W201
Таблица 1. Назначение выводов
|
А0-А17 |
Входы адреса |
|
|
Q0-Q7 |
Выходы данных |
|
|
\OE |
Включение чипа |
|
|
\CS |
Включение выхода |
Таблица 2. Статические характеристики режима чтения
|
Символ |
Параметр |
Тестовое условие |
Мин. |
Макс. |
Ед. изм. |
|
|
ILI |
Входной ток утечки |
0V<=VIN<=VCC |
+10 |
uA |
||
|
ILO |
Выходной ток утечки |
0V<=VOUT<=VCC |
+10 |
uA |
||
|
ICC |
Ток предоставления |
\E=VIL,\G=VIL,IOUT=0mA,f=5MGh,VCC<=3.6В |
15 |
mA |
||
|
Другие файлы:
80286 ПК на основе процессора INTEL 80286 Дисковая операционная система MS DOS Плотности материалов Микропроцессор i486. Книга 1 |
© 2006-2015 Студенческий сайт ТНУ им. В.И.Вернадского, TNU.in.UA