Συστήματα Μικροϋπολογιστών...ΜΑΘΗΜΑ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ...

Συστήματα Μικροϋπολογιστών

Μονάδες Ε/Ε και μνήμες Μικροεπεξεργαστών

Υπεύθυνος Μαθήματος:K. ΠΕΚΜΕΣΤΖΗ

ΜΑΘΗΜΑ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Κ. ΠΕΚΜΕΣΤΖΗ

Άδεια Χρήσης

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.


Σύστημα Βασισμένο σε Μικροεπεξεργαστή


Βασικά Κυκλώματα μΕ

Εφαρμογή Κύκλωμα Παραδείγματα

Θύρες Εξόδου ∆εδομένων

ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ (8-bit)

74LS37374LS374

Θύρες Εισόδου ∆εδομένων

ΑΠΟΜΟΝΩΤΕΣ (buffers – 8-bit)

Επιλογή Συσκευών ΑΠΟΚΩ∆ΙΚΟΠΟΙΗΤΕΣ 74LS138 (3-σε-8)

Μονής Κατεύθυνσης

74LS54074LS541

∆ιπλής Κατεύθυνσης 74LS645


Καταχωρητές & ΜανδαλωτέςΧρησιμεύουν σε:

Συγκράτηση δεδομένωνΥλοποίηση θυρών εξόδου στα μΥ-Σ

Παραδείγματα συσκευών (TTL):74LS373 (level-triggered)74LS374 (edge-triggered)


74LS373 - Μανδαλωτής«Κλειδώνει» χωρίς ρολόι, με το επίπεδο τάσης της εισόδου

LE (Latch Enable)

D

QG

D0

11

1

D

QG

18

D

QG

O1

D

QG

D

QG

D

QG

D

QG

D

QG

O0 O2 O3 O4 O5 O6 O7 5 6 2 9 12 15 16 19

4 7 8 13 14 17 3

OE

LE

LatchEnable

SN54LS/74LS373

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7Dn LE OE OnH H H

H

LL H L Lx x Z*


74LS374 - ΚαταχωρητήςΚαταχωρείται νέα τιμή μόνο στο θετικό μέτωπο της εισόδου

CP

11

1

CP DQQ

CP DQQ

CP DQQ

CP DQQ

CP DQQ

CP DQQ

CP DQQ

CP DQQ

OE

CP

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

18 4 7 8 13 14 17 3

5 6 2 9 12 15 16 19

O1O0 O2 O3 O4 O5 O6 O7

SN54LS/74LS374

Dn OE OnH H

H

LL L Lx x Z*

CP


Απομονωτές (buffers)Χρησιμεύουν σε:

Ενίσχυση και απομόνωση γραμμών δεδομένωνΥλοποίηση θυρών εισόδου στα μΥ-Σ

Παραδείγματα συσκευών:Βuffers (8-bit):

74LS54074LS541

8-bit Transceiver (Transmitter – Receiver)74LS645


8-bit Buffers (74LS540-1)74LS540: Αναστρέφει74LS541: ∆εν αναστρέφει

.

.

.

Y1

Y2

Y8

A1

A2

A8

E1 E2ΕΙΣΟ∆ΟΙ ΕΞΟ∆ΟΙ

Ε1 Ε2 Α 540 5411 X 1 0 1X 1 0 1 00 0 X Z Z0 0 X Z Z


8-bit Transceiver (74LS645)H είσοδος DIR επιλέγει την κατεύθυνση

G DIR Λειτουργία

L L Β Α

L H Α Β

H X Απομόνωση


ΑποκωδικοποιητέςΧρησιμεύουν σε:

Αποκωδικοποίηση διεύθυνσης για επιλογή συσκευώνΠαράδειγμα:

74LS138

O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0

15 14 13 12 11 10 9 7

A0 A1 A2

1 2 34 5 6

E

1E1 E2 E3


74LS138Αποκωδικοποιητής 3-σε-8

HxxLLLLLLLL

xHxLLLLLLLL

xxLHHHHHHHH

xxxLHLHLHLH

xxxLLHHLLHH

xxxLLLLHHHH

HHHLHHHHHHH

HHHHLHHHHHH

HHHHHLHHHHH

HHHHHHLHHHH

HHHHHHHLHHH

HHHHHHHHLHH

HHHHHHHHHLH

E1 E2 E3 A0 A1 A2 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7HHHHHHHHHHL

INPUTS OUTPUTSTRUTH TABLE


Χρήση αποκωδικοποιητών (1)

Συμβατική αποκωδικοποίηση διεύθυνσης συσκευής (με χρήση λογικών πυλών):

Κάθε διεύθυνση χρειάζεται τη δική της λογική συνάρτηση

Προκύπτει πολύπλοκο κύκλωμα για πολλές συσκευές


Χρήση αποκωδικοποιητών (2)Cascading αποκωδικοποιητών:

74LS138

E1,2

E3

ABC

74LS138F3

DEF

Y0

Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7

000000000001000010000011000100000101000110000111

111000111001111010111011111100111101111110111111

74LS138DEF

.

.

.

6 γραμμές διευθύνσεων:

26 = 64

[64 / 8] +1= 9 αποκωδικοποιητές

Το κύκλωμα απλοποιείται για μεγάλο αριθμό διευθύνσεων

Κάθε αποκωδικοποιητής πολλαπλασιάζει τον αριθμό των διευθύνσεων που μπορούν να αποκωδικοποιηθούν


Ενεργοποίηση ΣυσκευήςΕνεργοποίηση με βάση τη διεύθυνση

μΥ

A0A1A2A3A4A5A6A7

G

Address Bus (A7 - A0)

Data Bus (D7 - D0)

RD WR

∆ιεύθυνση Συσκευής78 Hex = 01111000

Συσκευή

0 1 1 1 1 0 0 0


Παράδειγμα: Ενεργοποίηση θύρας εξόδου

μPs

Address Bus

Data Bus

DECODER

ENABLE 0

DIR

Data Bus

Transceiver (Driver)

D

CLK

Q

Q'

ENABLE 7

clock

Output port

ENABLE 6

Input port

Data Bus

Data Bus


Σύνθετη θύρα Εισόδου/Εξόδου


Συστήματα Μνημών

A0 - A10

A0 - A10

A11

ROM1

ROM2

CE CE

D0 - D7

0 – 2047: ROM 1

2048 – 4095: ROM 2

Χωρητικότητα:

212 x 8 = 4 Kbytes.

A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ROM 1

ROM 2


Παράδειγμα 1∆ίνεται μια μνήμη 4 Kbytes τύπου ROM. Να δοθούν τα κυκλώματα οδήγησης

της εισόδου επιλογής CS για τις εξής περιπτώσεις:

Η μνήμη να καταλαμβάνει την περιοχή 0000 – 0FFF Hex

Η μνήμη να καταλαμβάνει την περιοχή 1000 – 1FFF Hex


Παράδειγμα 1 – Α

A0 - A11

A12A13A14A15

ROM4KB

CS

D0 - D7

0 0 0 00000 0000 0000 00000000 1111 1111 1111

0 F F F


Παράδειγμα 1 – Β

A0 - A11

A12A13A14A15

ROM4KB

CS

D0 - D7

1 0 0 00001 0000 0000 00000001 1111 1111 1111

1 F F F


Παράδειγμα 2

∆ίνεται μια μνήμη 4 Kbytes τύπου ROM. Να δοθεί κατάλληλο κύκλωμα αποκωδικοποίησης της διεύθυνσης ώστε η μνήμη να κατανεμηθεί σύμφωνα με τον παρακάτω χάρτη:

Τα πρώτα 2 Kbytes στην περιοχή: 1000Η – 17FFH

Τα τελευταία 2 Kbytes στην περιοχή: 4000H – 47FFH

A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Περιοχή 1

Περιοχή 2


Παράδειγμα 2 – Λύση

A0 - A10

CS

A11A14A14A15

A13

A11A12

A14A15

A13

A11A12

D0 - D7ROM2732

A0 - A10

Aφορούν σε διευθύνσεις της

μνήμης

Διευθύνσεις Συστήματος


Χρηματοδότηση

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα» του ΕΜΠ έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του υλικού.Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Συστήματα Μικροϋπολογιστών...ΜΑΘΗΜΑ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ...

Documents

Transcript of Συστήματα Μικροϋπολογιστών...ΜΑΘΗΜΑ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ...