Структурная схема микропроцессорного устройства

Типовая структурная схема микропроцессорного устройства показана на рис.1. В микропроцессорное устройство входят следующие основные блоки: микропроцессор (МП), системный контроллер, генератор тактовых импульсов, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), порты ввода и порты вывода.

Блоки, входящие в состав микропроцессорного устройства соединяются между собой посредством шин. В рассматриваемой трехшинной структуре используются: шина адреса (ША) для передачи 16-ти разрядного адреса, шина данных (ШД) для передачи 8-ми разрядного слова данных и шина управления (ШУ) для передачи сигналов управления отдельными блоками.

Функции обработки данных и управления работой блоков микропроцессорного устройства возложены на МП. Он обеспечивает выдачу адресов на ША, выдачу слова на ШД, прием слова с ШД и выдачу сигналов, из которых формируются сигналы управления, поступающие в ШУ.

Для управления работой ПЗУ, ОЗУ и портов ввода-вывода микропроцессор формирует управляющие сигналы, поступающие на системный контроллер. Системный контроллер в свою очередь вырабатывает необходимые управляющие сигналы и выдает их на ШУ. Данные от/к микропроцессора к остальным блокам устройства также поступают через системный контроллер. Таким образом, системный контроллер позволяет организовать двунаправленную передачу данных и их буферизацию.

Для синхронизации во времени процессов, происходящих в блоках микропроцессорного устройства, используется еще одна интегральная схема - генератор тактовых импульсов, который выдает в МП и системный контроллер последовательности синхроимпульсов.

Хранение программы, обеспечивающей функционирование микропроцессорного устройства по заданному алгоритму, исходных данных и результатов осуществляется в памяти устройства. Для хранения промежуточных данных и результатов используется ОЗУ. Слово поступает в ОЗУ по шине данных и записывается в ячейку памяти, которая указывается адресом, поступающим с ША. Режим записи или считывания слова задается сигналами с ШУ.

Для микропроцессорного устройства, управляющего определенным процессом по конкретному алгоритму, программу удобно хранить в ПЗУ, куда она записывается заранее на стадии подготовки микропроцессорного устройства к эксплуатации и не может быть стерта. ПЗУ является энергонезависимой памятью в отличие от ОЗУ, где хранимая информация разрушается при прерывании электропитания. Таким образом, ПЗУ работает только на считывание информации.

Исходные данные могут поступать в микропроцессорное устройство от устройств ввода по специальной команде МП через порты ввода. Необходимый порт ввода выбираются по адресу, поступающему от МП по ША, а по сигналу считывания, выдаваемого на ШУ, информация передается на ШД и в МП.

Результаты операции могут быть выведены на устройства вывода через порты вывода аналогичным образом.

Рисунок 1. Структурная схема микропроцессорного устройства