Знакомство с учебным микропроцессорным комплексом (УМК)

Состав УМК

Учебный микропроцессорный комплекс (УМК) представляет собой совокупность аппаратных и программных средств, которые позволяют изучать работу микропроцессора и других программируемых интегральных схем. Основа аппаратных и программных средств УМК - центральный блок, представляющий собой по структуре внутрисхемный эмулятор с программным монитором - вариант отладочного комплекса, используемого при создании программных средств для микропроцессорных контроллеров. Аппаратные средства центрального блока УМК представлены на Рис. 14. Программные средства (системный монитор) содержатся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ1) центрального блока и занимают объем 1 килобайт с адреса 0 по адрес 03ffh. Системный монитор содержит программные средства, обеспечивающие:

• начальный запуск микропроцессора,
• работу в непрерывном или шаговом режиме,
• фиксацию точек останова с сохранением состояния процессора в стеке,
• работу клавиатуры и индикатора,
• выполнение некоторых встроенных процедур.

Рис. 14 Структурная схема центрального блока УМК

Кроме того предусмотрена прямая двоичная индикация состояния микропроцессора ( PSW) и его шины данных и адреса.

ПЗУ2 объёмом 1К занимает адреса с 03ffh до 07ffh и зарезервировано для расширения системных возможностей УМК. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или в англоязычной аббревиатуре RAM) статического типа (SRAM) объёмом 1К предназначено для хранения программ пользователя (прикладных программ), организации стека монитора и стека пользователя, а также для поддержки работы системного монитора. Начальный адрес ОЗУ - 0800h.

В УМК предусмотрено расширение аппаратных возможностей за счет подключения к системному разъему центрального блока (см. Рис. 14) плат расширения, каждая из которых содержит комплект дополнительных аппаратных средств.

Кроме того, большинство плат расширения дает возможность создания произвольных аппаратных структур на макетном поле.

Перечень плат расширения :

• М1- параллельный интерфейс ;
• ПГМ - программатор РПЗУ и последовательный интерфейс;
• ПС - светодиодная матрица и дополнительная клавиатура;
• АЦА - аналоговый интерфейс ввода-вывода;
• М2 - расширение объема ЗУ и параллельный интерфейс;
• КОП – магистральный приборный интерфейс;
• ППИ - таймер с аппаратным и акустическим выходом.

Включение УМК

После включения кнопкой “ВКЛ” не должны светиться индикаторы перегрузки блока питания. В противном случае необходимо выключить УМК и после выдержки около 5 секунд повторить включение.

После включения питания нажать и отпустить кнопку “СБРОС”. В момент ее отпускания на входе “RESET” микропроцессора формируется сигнал высокого логического уровня для его начальной установки. На Рис. 15 представлены фрагменты электрической принципиальной схемы для цепи формирования сигнала “ RESET”. На рисунках сохранены все обозначения и нумерация элементов, принятые на электрических принципиальных схемах технического описания УМК завода изготовителя, поэтому порядок индексов отличается от того, который предписан ЕСКД.

Рис. 15 Схема формирования сигнала “RESET”

Окончательное формирование системного сигнала “RESET” происходит в системном генераторе КР580ГФ24 (элемент D9 на Рис. 15). Для согласования контактной пары клавиши “СБРОС” с входом системного генератора используется стандартный набор аппаратных средств, основное назначение которых – исключение дребезга контактов при их размыкании и замыкании. Дребезг контактов – это переходный процесс, заключающийся в многократных коммутациях контактов при их соединении или разъединении. Длительность процесса составляет около 5 mc и зависит от упругости контактов и их поверхностных свойств.

Многократные коммутации приводят к ошибкам при вводе информации с любых контактных датчиков, в т.ч. клавиатуры. Для исключения ошибок используются программные и схемные методы. В данном случае рассматривается наиболее распространенный схемный метод с использованием RS-триггера.

Схема, представленная на Рис. 15 содержит несколько элементов, расположенных в различных блоках УМК. Для их электрической связи используются разъёмы и межблочные соединения (межблочный монтаж). На электрических принципиальных схемах межблочные соединения, как правило, не приводятся, и наличие электрической связи подразумевается между одноименными контактами одноименных разъемов. Для упрощения графики сложных электрических принципиальных схем используются условные групповые линии, каждая из которых содержит необходимое число реальных соединительных линий. Каждая реальная линия при входе в канал нумеруется цифрами или буквенно-цифровым символом. Кроме номеров линий на принципиальной схеме приводятся номера выводов корпуса интегральной схемы и ее позиционный номер. Межблочные соединения приводятся на отдельной схеме соединений.