Proiectarea cu Microprocesoare

1. Tema generala de proiectare. Date de proiectare

Sa se proiecteze un microsistem care sa efectueze operatiile aritmetice similare cu un calculator. Sistemul se va baza pe un microcontroler sau microprocesor, va avea o memorie de date, o memorie de program si circuite periferice (porturi paralele de temporizator). Se va detalia modul in care sunt conectate toate componentele microsistemului, inclusiv alimentare lor.

Sistemul va fi capabil sa efectueze:

- preluarea datelor de la o tastatura;

- memorarea datelor intr-o memorie de date;

- prelucrarea datelor (operanzi) in vederea efectuarii operatiilor aritmetice;

- depunerea rezultatelor in memoria de date;

- afisarea rezultatelor pe un display format din leduri 7 segmente

Date de proiectare:

Procesor: 8051

Frecventa: 11MHz (oscilator cu cuartz)

Dimensiune operanzi: 64 biti

Operatii: adunare si impartire

Tip afisor: catod comun

Dispunere tastatura: 6x3

2. Proiectare hardware

2.1 Schema bloc hardware

2.2 Unitate centrala. Memoria de date.Memoria de programe.

Se foloseste un microcontroler 8051. Se va folosi memoria de date interna a microcon-trolerului. Memoria de date este de 128 octeti. Se va utiliza o memorie externa de programe de 8K.

Structura microcontrolerului 8051 este urmatoarea:

Fig. 1 Schema microcontrolerului 8051

P0.0-P0.7, P1.0-P1.7, P2.0-P2.7, P3.0-P3.7 sunt porturile paralele proprii ale microcontrolerului. Vom folosi portul P0 pentru a genera adresele catre circuitele I/O si la transferul de date cu acestea.

ALE (address latch enable): este un semnal de iesire folosit pentru demultiplexarea externă a informaţiilor emise pe portul P0

WR - semnal pentru scriere la lucrul cu memoria de date externă;

RD - semnal pentru citire la lucrul cu memoria de date externă;

Pe aceste doua semnale le vom folosi la conectarea cu circuitele 8255 si 8253.

EA - external address. Când se lucrează cu magistrale externe, acest pin se conectează la ,,0”-

logic. Când se foloseşte memoria ROM internă, pinul se leagă la ,,1”- logic. În această situaţie, la

adresarea ROM-ul intern de 4K, controlerul generează adrese din gama 0000h-0FFFh

PSEL – program select. Este semnalul prin care se face activarea memoriei de programe externe atunci cand controlerul realizeaza extragerea codurilor instructiunilor.

INT1 si INT0 sunt intrarile pentru intreruperile externe generate de circuitele I/O.

Ф este intrarea pentru semnalul de ceas ce provine de la oscilatorul cu cuartz.

2.3 Circuite periferice

Portul paralel 8255:

Portul paralel 8255 are 3 portur paralel pe cate 8 biti :A, B, C grupate in doua grupuri: grupul 0, constituit din portul A si C superior, si grupul 1, constituit din portul B si C inferior.

Schema circuitului 8255 este urmatoarea:

Fig. 3 Schema portului paralel 8255

PA0-PA7 liniile portului A;

PB0-PB7 liniile portului B;

PC0-PC3 liniile portului C inferior;

PC4-PC7 liniile portului C superior;

CE este o intrare activa ‘0’ care se activeaza in momentele de comunicatie dintre procesor si 8255.

WR , RD intrari active la ‘0’ care identifica sensul de transfer a informatiei in momentele de comunicatie dintre procesor si 8255 (atunci cand CE =’0’).

A1,A0 intrari prin intermediul carora se specifica blocul logic din cadrul circuitului 8255 cu care procesorul comunica. Semnalele provin din semnalele cu aceeasi denumire ale magistralei de adrese.

Tabelul de selectie e urmatorul:

A1 A0 Semnificatie

0 0 Port A

0 1 Port B

1 0 Port C

1 1 Registrul cuvantului de comanda

D0-D7 datele care provin sau se duc de la procesor.

Conectarea circ. 8255 la microcontrolerul 8051 se conecteaza la magistrala de adrese de date generate pe portul P0 a microcontrolerului. Deoarece magistrala de date este generata tot de acest port, se va folosi un latch 74573 pentru a demultiplexa adresele si datele. Latch-ul memoreaza adresele atunci cand semnalul ALE=’1’.