МИКРОПРОЦЕССОР КРКА

В предыдущих главах уже приводились некоторые данные о микропроцессоре КР580ИК80А. В этой главе будет продолжено описание этого микропроцессора в основном с точки зрения электронных или, как говорят, аппаратурных особенностей его устройства и работы. Микропроцессор КР580ИК80А представляет собой центральный процессорный элемент, выполненный по и-МОП технологии в виде одной микросхемы. Микросхема упакована в прямоугольный пластмассовый корпус с двухрядным расположением выводов. Серия КР580 является развитием серии К580 и содержит несколько больших интегральных схем, на базе которых можно эффективно реализовывать различные микропроцессорные системы. Микросхема КР580ИК80А содержит 5000 транзисторов и имеет 40 выводов.

Приведем некоторые типовые характеристики микропроцессора.

Диапазон рабочих температур, °С............... От -10 до+70

Максимальная тактовая частота, МГц............. 2,5

Напряжение источников питания, В:

U1.......-......................... +12±0,6

U2............................... +5 ±0,25

Uз................................ -5 ±0,25

Потребляемая мощность, мВт................. 1500

Быстродействие (количество операций типа регистр-регистр в секунду)......................... 625 000

Рис. 6.1. Микропроцессор КР580ИК80А

Каждый выход микропроцессора обеспечивает I0вых не более 1,8 мА и I1вых не более 0,1 мА, т. е. может быть нагружен одним стандартным ТТЛ-входом серии К155. Напряжения питания необходимо подавать или одновременно, или в последовательности U1, U2, Uз и снимать в обратной последовательности. Микропроцессор КР580ИК80А относится к универсальным микропроцессорам, он имеет возможность работать в самых разнообразных режимах. Тот или иной режим может не использоваться в каждой конкретной конструкции микро-ЭВМ. Условное графическое изображение микропроцессора приводится на рис. 6.1, а функции выводов — в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Обозначение вывода	Функциональное назначение вывода
АО-А15 DO-D7	Выходы, линии шины адреса Двунаправленные линии шины данных
Сигналы управления шинами
DBIN	Выход, признак того, что шина данных находится в состоянии приема информации
WR HOLD	Выход, признак того, что шина данных находится в состоянии передачи информации Вход, переводит шины данных и адреса в состояние высокого сопротивления
HLDA	Выход, признак того, что шины данных и адреса находятся в состоянии высокого сопротивления
READY	Вход, переводит микропроцессор в состояние ожидания
WAIT	Выход, признак того, что микропроцессор находится в состоянии ожидания
Обозначение вывода	Функциональное назначение вывода
SYNC	Выход, признак того, что по шине данных передается управляющее слово микропроцессор
INTERRUPT INTE	Сигналы управления прерываниями Вход, запрос прерывания работы микропроцессора Выход, соответствует состоянию внутреннего триггера, управляющего прерыванием микропроцессора
Ф1,Ф2	Сигналы синхронизации Входы для тактовых импульсов
RESET	Сигнал начального запуска Вход, вызывает запись в программный счетчик адреса нулевой ячейки памяти

6.2. СИНХРОНИЗАЦИЯ

Как уже известно из § 4.3, каждая команда выполняется микропроцессором не мгновенно, а как последовательность машинных циклов. Микропроцессор КР580ИК80А имеет 10 типов машинных циклов (табл. 6.2), и все его команды состоят из комбинаций только этих циклов.

В состав команды может входить от одного до пяти циклов. Каждый машинный цикл также не является неделимой операцией, а состоит из машинных тактов. В состав машинного цикла микропроцессора КР580ИК80А может входить от трех до пяти машинных тактов. Машинный такт не является таким же законченным процессом, как машинный цикл, большинство сигналов микропроцессора вырабатываются в одном такте и снимаются в другом.

Поэтому для машинных тактов нельзя привести такую же классификацию, как для машинных циклов. Как и в гл. 4, в тексте и на рисунках будем обозначать такты одного цикла Tl, T2, ... и т. д., циклы одной команды С1,С2,... и т. д.

Для того чтобы сформировать интервал времени, соответствующий одному машинному такту, на входы микропроцессора Ф1 и Ф2 подаются тактовые импульсы (синхроимпульсы). Длительность машинного такта равняется одному периоду синхроимпульсов. Все внутренние операции микропроцессора и формирование внешних сигналов происходят в моменты времени, определяемые синхроимпульсами.

Рис. 6.2. Тактовые импульсы Таблица 6.2

	Управляющее слово, состоящее из разрядов шины данных DO — D7
Тип цикла	DO	Dl	D2	D3	D4	D5	D6	D7
ВЫБОРКА КОМАНДЫ	L	H	L	L	L	H	L	H
ЧТЕНИЕ ИЗ ПАМЯТИ	L	H	L	L	L	L	L	H
ЗАПИСЬ В ПАМЯТЬ	L	L	L	L	L	L	L	L
ЧТЕНИЕ ИЗ СТЕКА	L	H	H	L	L	L	L	H
ЗАПИСЬ В СТЕК	L	L	H	L	L	L	L	L
ВВОД С ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА	L	H	L	L	L	L	H	L
ВЫВОД НА ВНЕШНЕЕ УСТРОЙСТВО	L	L	L	L	H	L	L	L
ПРЕРЫВАНИЕ	H	H	L	L	L	H	L	L
ОСТАНОВ	L	H	L	H	L	L	L	H
ПРЕРЫВАНИЕ ВО ВРЕМЯ ОСТАНОВА	H	H	L	H	L	H	L	L

К уровням напряжения, частоте, фронтам и фазе синхроимпульсов предъявляются особые требования (рис. 6.2). Входы Ф1 и Ф2 не являются ТТЛ-входами. Это единственное исключение для микропроцессора КР580ИК80А. Для Ф1 и Ф2 напряжение сигнала низкого уровня должно быть в пределах от -0,3 до 0,8 В, а напряжение сигнала высокого уровня - в пределах от 10 до 12 В. Частота синхроимпульсов должна быть не более 2,5 МГц, переход с одного уровня напряжения на другой должен иметь длительность 20-30 не. На рис. 6.2,я приводится временная диаграмма сигналов Ф1 и Ф2, которая может быть получена с помощью микросхемы тактового генератора КР580ГФ24, который выпускается специально для микропроцессора КР580ИК80А (см.§ 6.4). Из этой диаграммы видно, что если условно разбить период синхроимпульсов на девять интервалов, то сигнал Ф1 будет иметь высокий уровень в первых двух интервалах и низкий уровень во всех остальных, а сигнал Ф2 будет иметь высокий уровень в интервалах с третьего по седьмой и низкий уровень во всех остальных.

Сигналы Ф1 и Ф2 могут иметь и более простую временную диаграмму (рис. 6.2,6). Если не пользоваться для их генерации микросхемой КР580ГФ24, то получить такую диаграмму проще, чем стандартную. Требования к уровням, фронтам и частоте остаются такими же, как и для стандартной временной диаграммы.

Содержание раздела