 |
РУБРИКИ |
Управление тюнером спутникового телевидения |
РЕКОМЕНДУЕМ |
||
|
Управление тюнером спутникового телевидения
DI
СS
SEY
НК – накопитель; DCX, DCY – дешифраторы строк и столбцов; УЗ – устройство записи, УС – устройство считывания, УУ – устройство управления. Как уже отмечалось, ОЗУ можно разделить на 2 типа: статические и динамические. В накопителях статических ОЗУ применяются триггерные элементы памяти. В ОЗУ динамического типа запоминающим элементом служит конденсатор. Динамические ОЗУ имеют ряд преимуществ по сравнению со статистическими ОЗУ. Основные характеристики динамических ОЗУ:
Преимуществом статистических ОЗУ перед динамическими является отсутствие схемы регенерации информации, что значительно упрощает статические ЗУ, как правило, имеют один номинал питающего напряжения. Типовые характеристики СЗУ:
Наибольшим быстродействием обладают биполярные ОЗУ, построенные на основе элементов ЭСЛ, ТТЛШ. Перспективными являются ОЗУ, построенные на транзисторных структурах U2Л, позволяющих уменьшить площадь ЗЭ до 2000100мкм2 и снизить мощность потребления до нескольких микроватт на бит, при tвкл=50150 мс. Статические ОЗУ на МОП транзисторах, несмотря на среднее быстродействие, получили широкое распространение, что объясняется существенно большей плотностью размещения ячеек на кристалле, чем у БП ОЗУ. Для рМОП удалось уменьшить геометрические размеры ЗЭ и снизить напряжение питания до 15 В. Для ОЗУ пМОП удалось ещё больше уменьшить геометрические размеры, получить в 2,5 раза большую скорость переключения. Единое напряжение питания +5В обеспечивает непосредственную совместимость таких ОЗУ по логическим уровням с микросхемами ТТЛ. Элементы ОЗУ на кМОП VT используются для построения статических ОЗУ только при необходимости достижения min Рпотр. Также при переходе к режиму хранения Рпотр уменьшается на порядок. Для статических ОЗУ достигнута ёмкость 64 Кбит при организации 16 разрядов и времени выборки до 6 мс. Iпотр статических БП ОЗУ 100200 мА. Широко применяются схемы на кМОП-VT, среди которых наибольшее распространение получила серия 537; Iпотр60 мА (режим обращения) и Iпотр=0,0015 мА (хранение). В большинстве схем предусмотрен режим хранения с пониженным Uпит=2 В. Это позволяет наиболее просто реализовать работу ОЗУ от резервных батарей. Динамические ОЗУ представлены в основном серией КР565 с max ёмкостью 256х1 разряд и min времени выборки 150 мс. Но необходимо постоянное восстановление информации – регенерации, период которой составляет 18 мс. Для регенерации нужны дополнительные схемы, что усложняет схему в целом. Дальнейшее рассмотрение будем вести на примере статического ОЗУ 2Кх8 с общим входом и выходом типа 537РУ10.\ 1) tвыб220 мс. 2) Рпотр: хранение Uп=5В – 5,25 мВт Uп=2В – 0,6 мВт обращение - 370 мВт 3) Iпотр: хранение – 3 10-4 мА обращение – 70 мА 4) Диапазон рабочих температур - 10+С. Усиление вх-вых сигналов до уровней ТТЛ осуществляется с помощью вых. формирователей. Т.к. ОЗУ организовано как 2Кх8, значит необходимо использовать АОА10 адресных линий и DOD7 линий шины данных. Для управления функционированием схемы используется 3 вывода: 1) /RE - № 21 2) CE - № 18 3) OE - № 20 Микросхема 537РУ10 функционирует в 3 режимах: § режим хранения данных § режим считывания данных § режим записи данных Таблица истинности:
Запись и считывание производится по 8 бит. При считывании можно запретить вывод информации (=1). В качестве управляющих сигналов можно использовать сигналы WR, RD, CSO (организация сигнала CSO будет рассмотрена ниже).
1.2.8. Постоянное запоминающее устройство. Структурная схема ПЗУ аналогична структурной схеме ОЗУ, только отсутствует устройство записи, т.к. после программирования ПЗУ, информация из него только считывается. Основные характеристики восьми типов ПЗУ приведены ниже:
Для потребителей выбор типа ПЗУ во многом определяется не только электрическими параметрами этой большой ИС, но и способами её программирования. ПЗУ могут программироваться, как у потребителя, так и на предприятии –изготовителе. Существуют ПЗУ однократного и многократного программирования. Наиболее универсальными являются перепрограммирования ПЗУ, которые изготовляются на основе МОП-структур и ЛИЗМОП. Ёмкость таких РПЗУ достигает 256 кбит с организацией 32х2. Информация стирается с помощью УФ-облучения кристалла. В накопителях РПЗУ используются специальные типы VT-структур, которые изменяют свои характеристики при программировании РПЗУ. Это изменение характеристик и служит признаком хранящейся информации. Время выборки считывания таких РПЗУ широкое распространение получила серия 573. Свой выбор я остановил на РПЗУ 8к х 8 типа 573РФ4: 1) tхр не менее 25000 ч. 2) число циклов не менее 25. перепрограммирования (Т=С). 3) Uп – 5 В Uпрогр – 5 В (считывание) 21,5 В (программирование). 4) Рпотр – не более 420 мВт. 5) tвыб.адреса – не более 300450 мс. tвыб.разр. – не более 120150 мс. 6) Выход - 3 состояния. 7) Совместимость – с ТТЛ схемами по входу и выходу. Так как ПЗУ организована как 8к х 8, значит необходимо использовать А0А12 адресных линий и D0D7 линий шины данных. Для управления функционирования схемы используются 2 вывода: 1) CS - №20. 2) ОЕ - №22. Микросхема 573РФ4 функционирует в 2-х режимах: - режим хранения - режим считывания Считывание информации производится по 8 бит. В качестве сигналов управления будем использовать сигнал RD и сигнал, который будет поступать по старшей адресной линии. Таблица истинности:
1.2.9. Таймер. Одно из наиболее необходимых эксплуатационных удобств – наличие встроенных часов, показания которых постоянно или по запросу оператора выводятся на экран. Можно также обеспечить выдачу команд на включение или выключение внешних устройств в заданное время. Часы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно. Программная реализация требует решения многих проблем. При аппаратной реализации основная задача – передать показания электронных часов на шину данных. Желательно также иметь возможность по командам блока управления корректировать показания часов, устанавливать время срабатывания будильника. К сожалению, большинство БИС, предназначенных для электронных часов, нельзя непосредственно связать с блоком управления. Для этого необходимо разработать довольно сложную схему сопряжения. Но, в настоящее время промышленностью выпускается микросхема 512 ВШ, специально предназначенная для работы в составе микропроцессорных устройств в качестве часов реального времени с будильником, календарем, а также ОЗУ общего назначения ёмкостью 50 байт. Микросхема выполнена по КМОП технологий, питается от одного источника питания от 3 до 8 В. Потребляемая мощность очень мала, что позволяет питать микросхему от автономного источника (батареи), сохраняя при этом, при отключении основного источника питания микропроцессорной системы, правильный ход часов и информацию, занесенную во внутреннее ОЗУ.
Микросхема совместима по логическим уровням с микросхемами ТТЛ. Все выводы допускают нагрузку током до 10 мА. Условное обозначение и основная схема включения: +5 В R2 +4+6В
C2 22
К шине 19 AD0AD7 микропроцессора
к мик- ропро- 23 цессор К шине ной Управления 21 сис- теме
С3 3
R4 С4 R3
Можно использовать резонаторы, имеющие резонансную частоту: 1) 32768 Гц 2) 1048576 Гц 3) 4194304 Гц Ток потребления зависит от fr. f=32768 Гц InмкА при f Iпотр может доходить до 4 мА. Сигнал тактового генератора можно снять с выхода CKOUT для использования в других устройствах системы. Он поступает на этот вход непосредственно (CKFS=1) или после деления частоты на четыре (CKFS=0). Микросхема имеет выход ещё одного сигнала (SQW), получаемого делением частоты тактового генератора. Коэффициент деления задается командами, поступающими от процессора. Включается и выключается этот сигнал также командами процессора. Распределение памяти микросхемы 512ВИ1:
Микросхема связана с микропроцессором через двунаправленную мультиплексированную шину адреса – данных (AD0AD7). Для управления записью и считыванием информации служат входы (выбор микросхемы), AS (строб, адреса), DS (строб данных) и R/ (чтение – запись). - «1» шина AD, входы DS и R/ отключены от шин процессора и снижается мощность потребления. - «0» должен сохраняться неизменным во время всего цикла записи и чтения. Сигнал AS подается в виде положительного импульса во время наличия информации об адресе на шине AD0AD7. Адреса записываются во внутренний буфер микросхемы по срезу этого импульса. В этот же момент анализируется логический уровень сигнала на входе DS и в зависимости от него устанавливается дальнейший режим работы входов DS и R/. В нашем случае на вход AS подаем сигнал ALE, который генерируется процессором для фиксации адреса. Если при AS – «1»- «0» DS – «0», то запись производится при DS – «1», R/-«0», а чтение производится при DS – «1», R/-«1». Если во время среза импульса AS (AS – «1» «0») DS – «1», то для считывания необходимо DS-«0» R/-«1», а для записи DS-«1» R/-«0». Такая сложная логика используется для подключения к микропроцессорам различных типов. На вход R/ будем подавать сигнал WR, а на вход DS-RD, которые генерируются процессором. Выход (запрос прерывания) предназначен для сигнализации процессору о том, что внутри микросхемы произошло событие, требующее программной обработки. Прерывания бывают 3-х типов: 1) после окончания обновления информации 2) по будильнику 3) периодические (с периодом SQW) Вход предназначен для установки в исходное состояние узлов микросхемы, ответственных за связь с микропроцессорной системой. - «0» – никакое вмешательство со стороны процессора невозможно. На ход часов, календарь и содержание ячеек ОЗУ этот вход не влияет. Вход PS (датчик питания) – контроль непрерывности подачи питающего напряжения. Он подключается таким образом, чтобы напряжение на нем падало до 0 при любом, даже кратковременном отключения питания микросхемы. Для управления работой микросхемы и анализа её состояния предназначены регистры А…D. Формат управляющих регистров:
* - можно только считывать информацию. Регистр А. UIP – единица в этом разряде означает, что происходит или начнется менее чем через 244 мкс обновление информации о времени. На UIP не действует сигнал . Записав единицу в разряд SET регистра В, можно запретить обновление и тем самым сбросить UIP. DVO…DV2 – устанавливает режим работы внутреннего делителя частоты в соответствии с используемой опорной частотой. Установка опорной частоты:
RS0…RS3 – устанавливает частоту сигнала на входе SQW и период повторения периодических колебаний.
Регистр В. SET – если в этом разряде записан “0”, то каждую секунду выполняется цикл обновления информации о текущем времени и сравнение текущего времени с заданным. Единица в этом разряде запрещает обновление, позволяя записать в регистры начального значения времени, календаря, будильника. PIE – разрешение прерываний с периодом, задаваемым PS0PS3. ALE – разрешение прерываний от будильника. VIE – разрешение прерываний по окончанию цикла обновления. SQWE – разрешает выдачу сигнала на вход SQW. PIE, AIE, VIE, SQWE могут быть сброшены сигналом . DM – «1» данные в двоичном коде - «0» данные в двоично-десятичном коде. Значения разряда нельзя изменить без повторной записи начальных значений в ячейки времени и календаря. 24/12 – устанавливает 24 часовой («1») и 12 часовой («0») режим счета времени. В 12 часовом режиме времени после полудня отмечается единицей в старшем разряде часов (адрес О4Н). DSE – разрешение автономного перехода на летнее время («1»). Регистр С. IRQF – флаг запроса прерываний. Устанавливается в единицу при выполнении условия: PF x PIE + AF x AIE + VF x VIE=1 Одновременно с установкой IRQF=1 на контакте устанавливается низкий уровень. PF – устанавливается в «1» фронтом сигнала на выходе внутреннего делителя частоты, выбранного в соответствии с разрядами RS0RS3. AF – устанавливается в «1» при совпадении текущего времени м времени «будильника». VF – устанавливается в единицу после окончания каждого цикла обновления. Флаги сбрасываются после чтения регистра С или сигналом . Регистр D. VRT – в этом разряде устанавливается «0» при низком уровне на входе PS. Единица устанавливается только считыванием регистра D. Подключение микросхемы 512ВИ1 к микропроцессору серии 1821ВМ85, имеющему мультиплексированную шину адреса/данных не вызывает затруднений. На вход PS; Uп; RES подаем высокий уровень (подключим к аккумулятору через RS-цепь). Так как нет необходимости в использовании частоты кварцевого резонатора в блоке управления, то вывод №20 (CKFS) подсоединим к корпусу. Сигнал с выхода через инвертор (PD9) подадим в микропроцессор на вход RST 6,5 (№8). Выводы AD0AD7 (№№411) таймера непосредственно подключаются к выводам AD0AD7 (№№1219) микропроцессора. Подача сигнала CS2 на вход «выбор микросхемы» (№13) будет рассмотрена ниже. 1.2.10. Устройство ввода-вывода. Процессор 1821ВМ85 является улучшенной модификацией процессора 580ВМ80, а для данного МП специально разработана БИС для ввода-вывода параллельной информации КР580ВВ55А. Вот почему свой выбор и остановил именно на этой микросхеме. КР580ВВ55 0 программное устройство ввода-вывода параллельной информации, применяется в качестве элемента ввода-вывода общего назначения, сопрягающего различные типы периферийных устройств с магистралью данных систем обработки информации.
BA7
BC7
A1 BC3
SR BBO BB7 Обмен информацией между магистралью данных систем и микросхемой 580ВВ85 осуществляется через 8 разрядный двунаправленный трехстабильный канал данных. Для связи с периферийными устройствами используется 24 линии В/В, сгруппированные в три 8 разрядных канала ВА, ВВ, ВС, направление передачи информации и режимы работы которых определяются программным способом.
1-4; 37-40 – ВА3 – ВА0; ВА7ВА4 – входы/выходы – информационный канал А. 1017 – ВС7ВС0 – входы/выходы – информационный канал С. 1825 – ВВ0ВВ7 – входы/выходы – информационный канал В. 5 - - вход – чтение. 6 - - вход – выбор кристалла. 7 – GND - - - общий. 8,9 – А0, А1 – вход – младший разряд адреса 26 – Uсс – питание. 35 – SR – вход – установка исходного состояния. 36 - - вход – запись. Микросхема может функционировать в 3-х основных режимах. В режиме 0 обеспечивается возможность синхронной программно управляемой передачи данных через 2 независимых 8 разрядных канала ВА, ВВ и два 4 разрядных канала ВС. В режиме 1 обеспечивается возможность ввода или вывода информации в/или из периферийного устройства через 2 независимых 8 разрядных канала ВА, ВВ по сигналам квитирования. При этом линии канала С используются для приема и выдачи сигналов управления обменом. В режиме 2 обеспечивается возможность обмена информацией с периферийными устройствами через двунаправленную 8 разрядную шину ВА по сигналам квитирования. Для передачи и приема сигналов управления обменом используются 5 линий канала ВС. Выбор соответствующего канала и направление передачи информации через канал определяется сигналами А0, А1 и сигналами , , . Режим работы каждого из каналов ВА, ВВ, ВС определяется содержимым регистра управляющего слова (РУС). Производя запись управляющего слова в РУС можно перевести микросхему в один из 3-х режимов работы: режим 0-простой ввод/вывод; режим 1-стробируемый ввод/вывод; режим 2-двунапрвленный канал. При подаче сигнала SR РУС устанавливается в состояние, при котором все каналы настраиваются на работу в режиме 0 для ввода информации. Режим работы каналов можно изменить как в начале, так и в процессе выполнения работающей программы, что позволяет обслуживать различные периферийные устройства в определенном порядке одной микросхемой. При изменении режима работы любого канала все входные и выходные регистры каналов и триггеры состояния сбрасываются. Графическое представление режимов работы каналов показано на рисунке 5, а формат управляющего слова, определяющего режимы работы каналов, приведены на рисунке 6.
Рисунок 5.
канала ВС 1 - ввод 1 0 - вывод режим канал ВВ работы ВА и 4-7 ВС 1-ввод 00-режим 0 0-вывод 01-режим 1 1х-режим 2 режим работы ВВ и разрядов канал ВА 03 ВС 0-режим 0 1-ввод 1-режим 1 0-вывод Разряды 47 канала ВС 1-ввод; 0-вывод Рисунок 6. В дополнение к основным режимам работы микросхема обеспечивает возможность программно независимой установки в «1» и сброса в «0» любого из разрядов регистра канала ВС. Формат управляющего слова уст./сброса разрядов регистра канала ВС показан на рисунке 7.
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
© 2010 |
|