|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 32 33 34 35 36 37 38 ляются на безусловные и условные. Программное обеспечение КМ1813ВЕ1 ориентировано на применение 24-разрядного- управляющего слова, которое допускает одновременное использование команды для цифровой и аналоговой частей БИС. Все цифровые команды могут выполняться со сдвигом операнда А или без сдвига. Максимальная величина сдвига операнда А обеспечивается на 2 разряда влево н иа 13 разрядов вправо. Коды сдвигов, их мнемонические обозначения и соответствующие значения эквивалентного множителя приведены в табл. 12.3. Необходимый сдвиг указывается в формате управляющего слова в поле кода сдвига. В табл. 12.4 приведены команды безусловной арифметики. Таблица 12.3 Команды сдвигов
Таблица 12.4 Безусловные команды
Используя безусловные команды,. необходимо учитывать, что в первой команде операнд А - это значение переменной или константы, находящейся в ячейке ОЗУ с адресом А, а операнд В в левой части операции - это значение переменной, находящейся .в ячейке ОЗУ с адресом В. Для той же команды значение 2* получается в результате сдвига данных в диапазоне - 13<Л<:2. Для последней команды +1 - это наибольшая положительная величина, которая может храниться в ячейке памяти ОЗУ. Значения адреса от О до 39 в ОЗУ соответствуют регистрам общего назначения. Все безусловные команды в КМ1813ВЕ1 можно разделить на команды арифметические (ADD, SUB, ABS и ABA), пересылки (LDA), логические (XOR и AND) и специальные (LIM). При программировании мнемонические обозначения команд записываются в поле команды АЛУ управляющего слова. Результат выполнения команды всегда заносится по адресу В [81].. Условные команды могут быть получены из команд безусловной арифметики при указании в аналоговом поле управляющего слова условной команды GND {S, п), где S, п - анализируемый бит ЦАР. Все условные команды так же, как и безусловные, могут выполняться со сдвигом операнда А или без сдвига. Условная, команда анализирует выбранный бит ЦАР и использует его значения для определения того, как выполнить команду. В анализируемом разряде ЦАР лог. 1 означает выполнение команды, а лог. О - исполнение команды NOP (табл. 12.5). Команды обращения к ЦАР обозначены DAR (S, п). Таблица 12.5,j Команды условной арифметики Команды Код операции АЛУ Операция Примечание ООО (ЛХ2 ) + В^В в^в в- (ЛХ2 )В В+(ЛХ2 )В (X2VB В^В lAxl+BB (ЛХ2 ) + В^В Сложение, если DAR {S, п)=1 Пересылка, если DAR (S, п)=0. Вычитание, если СКпред = = 1, CYre.DAR (S, п) Сложение, если СУ р„ = = 0, CYr-DAR (S, п) Пересылка операнда А, если DAR (S, п)=1 Пересылка операнда В, если DAR (S, п) = 0 Сложение с абсолютной величиной, переполнение запрещено Выполнение Исключающего ИЛИ, переполнение разрешено Условное выполнение команд ABA, XOR и EOF используется для управления переполнением. Для выполнения команд условных переносов используется команда /yVZ-возврата на начало программы и /yVZ-перехода на 32 команды вперед. Признак выполнения команды RNZ: XOR 44, 44, R00... Признак выполнения команды JNZ: AND 44, 44, R00... Здесь числом 44 обозначен физически отсутствующий адрес. Условием переходов является текстируемый бит ЦАР. Если DAR {п)==\, то осуществляется переход, если DAR (п)-0, то производится дальнейшее выполнение программы. Команда RNZ, как и ЕОР, должна находиться первой в четверке комвнд, т. е. адрес команды должен делиться на четыре. Затем выполняются три команды и осуществляется переход по условию. Команда JNZ должна находиться третьей в четверке команд. После нее выполняется пять команд и только затем переводится переход по условию. Проверка ЦАР может осуществляться как до выполнения этих команд, так и во время их выполнения. Для управления НВ (рис. 12.10) используются команды, приведенные в табл. 12.6. Таблица 12.6 Аналоговые команды
Команда IN {К) обеспечивает выборку одного из четырех аналоговых выходов. Эта команда используется последовательно несколько раз для заряда конденсатора УВХ до требуемой точности выборки. Команда CVT (S, п) осуществляет преобразование входной выборки в цифровой эквивалент. Разряды ЦАР записываются В убывающем порядке: S = 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0. Цифровой эквивалент получается в ЦАР, откуда он может быть считан в любой регистр АЛУ. Преобразование осуществляется программно путем последовательного приближения выходного напряжения ЦАП к напряжению входного аналогового сигнала. Каждая команда CVT устанавливает выбранный бит ЦАР равным выходному сигналу компаратора. При этом для установления выходного напряжения цифро-аналогового преобразования между каждой парой последующих CVT команд даются две команды NOP. Время установления ЦАП с точностью, соответствующей 8-разрядному преобразованию, равно 1,2 мкс. Команда OUT (К) обеспечивает передачу результатов вычислений из ЦАР на один из аналоговых выходов. Операция OUT (К) не должна появляться в коман- С IN(0) ШО) IN (2) IN(S) J,? А- /  = 100 мк 100 wrT+ T?wr Т- (К,. {быдоды 1,2,3,5; В, и^г 26,27,28) Рнс. 12.12. Основная схема включения БИС КМ1813ВЕ1 в рабочем режиме дах, которые осуществляют запись в ЦАР. Для более точного вывода полученного результата первая команда OUT (К) должна появляться только после периода, необходимого для установления ЦАП, т. е. она должна быть отделена не сколькими командами NOP от команды записи выводимого результата в ЦАР. Время установления выходного напряжения ЦАП равно 1,8 мкс. Время выборки УВХ обычно длиннее цикла команды, и поэтому команда OUT (К) ставится обычно несколько раз. Команда ЕОР обозначает окончание исполнения программы и.требует возвращения в ее начало. > Основная схема включения БИС КМ1813ВЕ1 в рабочем режиме приведена на рис. 12.12, а основные ее параметры даиы в табл. 12.7. Аналоговые входы и выходы БИС должны быть подключены к источнику U \ через резисторы сопротивления 10 кОм. Контроль правильности работы осуществляется по выводам 19, 21, 22. На выводе 19 через каждые четыре такта появляется срез импульса, указывающий на начало нового цикла обращения к РПЗУ. Таблица 12.7 Параметры БИС КМ1813ВЕ1 в рабочем режиме
В отличие от ближайшего аналога Intel 2920 в БИС КМ1813ВЕ1 предусмотрена возможность последовательного цифрового ввода-вывода. Для этого на выводе 25 устанавливается напряжение +5 В, а иа выводе 24 напряжение -5 В, при которых выводы IN {К) переходят в режим последовательного ввода-вывода (см. табл. 12.1). Для последовательного ввода одновременно с командой CVT{S, п) в п-й разряд ЦАР ..по входу IN {0) подается цифровой сигнал, сопровождаемый импульсом синхронизации, поступающим на вывод IN {2). Запись в ЦАР осуществляется по .срезу, импульса синхронизации от старшего разряда к младшему. Для последовательного вывода по команде GND (п) из п-го разряда ЦАР на вывод! IN (5) выводится информация при подаче среза импульса иа вывод IN (/). Порядок вывода разрядов любой. i Программирование РПЗУ в КМ1813ВЕ1 осуществляется по временной диаграмме, показанной на рис. 12.13. Перед программированием РПЗУ очищают источг 1-4 МНС -ПЗ -~=\ 10к -Z72 -D1 1 мкс - INCR 1мкс VSP 1мкс 100 мс PROG/VER 1мкс ].\Омкс Рис. 12.13. Схема включения БИС КМ1813ВЕ1 в режиме программирования НИКОМ ультрафиолетового излучения, благодаря чему все ячейки памяти в РПЗУ переводятся в состояние лог. 1. Параметры БИС в режимепрограммирования приведены в табл. 12.8. Таблица 12.8 Параметры КМ1813ВЕ1 в режиме программирования
При составлении программы для РПЗУ 24-разрядная команда рассматривается как шесть 4-разрядных слов (табл. 12.9). Таким образом, РПЗУ способно принять 1152 слова по четыре разряда каждое. В таблице показано соотношение между управляющими полями и разрядами слов во время программирования. Каждое устройство ЦПОС получает инструкцию или информацию об адресе из РПЗУ.-В матрицу памяти данных поступают два 6-разрядных адреса операндов, в масштабирующее устройство-4-разрядный код сдвига, а в АЛУ - З-разрядный код операции. Данные, поступающие в АЛУ, обрабатываются с использованием 25-разрядной арифметики в дополнительном коде. Еще три разряда предназначены для анализа случаев переполнения. Старший разряд является знаковым, поэтому обычный диапазон изменения переменной равен -1,0...+1,0, а' наименьшее приращение любой переменной имеет величину Д=2~ = 5,96-10~*. Таблица 12.9 Команды программирования РПЗУ Номер слова Четырехразрядные слова О 4 5 ADFO А2 А4 АО S2 L2 АДК2 В1 83 85 S1 и АДК1 А1 A3 А5 SO LO АДКО АДР1 В2 84 ВО S3 Возможность для последовательного цифрового ввода-вывода, реализованная в БИС КМ1813ВЕ1, позволяет использовать эти СБИС совместно с однокристальными микроЭВМ. Благодаря этому несколько расширяются области применения СБИС. Однако таким образом не удается существенно расширить логические и управляющие возможности БИС без ухудшения быстродействия и без дополнительных аппаратурных затрат. Значительно большими функциональными возможностями обладают процессоры сигналов более поздней разработки. В их состав уже не включались ЦАП и АЦП [82, 83 . Наиболее удачной, по-видимому, является СБИС TMS 320 фирмы Texas Instruments, которая допускает использование внешней памяти, а также объединение в систематические структуры. За счет возможности организации конвейерных вычислений и динамического управления вычислительным процессом на базе TMS 320 можно строить высокопроизводительные системы, работающие в реальном масштабе времени. ПРИЛОЖЕНИЕ Ртечественной промышленностью выпускаются аналоговые и аналого-цифровые микросхемы с различным сочетанием показаний точности, быстродействия и потребляемой мощности. Для совместного рассмотрения их способности к обработке информации, представленной аналоговыми сигналами, все параметры сведены к обобщенным информационнр-эиергетическим (табл. П1). Наиболее массовыми по номенклатуре и дополняющими друг друга по параметрам являются ОУ (табл. П2, рис. П1-П4). Операционные усилители серии 153 имеют внешние корректирующие цепи, а у большинства ОУ серии 140 цепи частотной коррекции выполнены внутри корпуса на кристалле микросхемы (рнс. П1.-ПЗ). Операционные усилите- ли серии 544, 574, а также ОУ К140УД8 и К140УД13 Имеют полевые транзисторы на входе. Операционный усилитель К1408УД1 является высоковольтным. В ОУ К1408УД2 на одном кристалле размещены два усилителя типа К140УД7, а в ОУ К1401УД2 на одном кристалле-четыре. Операционный усилитель К171ВУ2 - специализированный широкополосный, а ОУ К550УП1 яЬляется усилителем мощности. Достигнутые успехи в технологии изготовления аналоговых микросхем позволили начать развитие новой серии 154 быстродействующих ОУ. Серии 538 и 1407 объединяют малошумящие ОУ. В ОУ К153УД2 и К153УД6 емкость Ск = 30 пФ R,/R2. В ОУ К140УД7 в инвертирующем включении для получения v = 20 В/мкс вводится емкость С„. В ОУ К140УД11 элементы R1 н CI используются в инвертирующем включении для получения и=150 В/мкс. В ОУ К574УД1 при Ки=\ необходимо включить в цепь ОС резистор /?=10. кОм, зашунтированный конденсатором Сш=10 пФ. Для ОУ К154УД4 емкость Ск выбирается как для К154УДЗ. В ОУ К171УВ2 при попарно объединенных выводах 7, S и 2, увеличивается К'и- Для ОУ К550УП1 У?1=9 кОм, R2=\ кОм, /т=1/2л(Ск + 5 пФ)У?1; резисторы R1 и R2 используются для организации ОС, Rk750 Ом. ОУ К140УД12 программируемый; а= (/у/1,5 мкА) X *Х0,04 В/мкс, где 1у= (Ut-UiT)/Ry, Tya.G.b мА. Для ОУ К1407УД1 /у = = {U;tUD/Ry. Для ОУ К1407УДЗ при /( = /?2 ?i<: 10 С, = Сз = с4 = 0; при Ки> . >10Сз = С4=0, С2=3300 пФ; при КуЮО Ci = C2 = 0. ОУ К1112ПП1 - логарифмический. В настоящее время выпускаются два типа простейших аналоговых перемножителей К526ПС1 и К140МА1 (их часто называют балансными модуляторами) и три типа прецизионных перемиожителей серии 525. Ниже приведены основные параметры этих перемножителей (табл. П2) и схемы их включения (рис. П5). Во всех перечисленных типах перемножителей ивых = кХУ, где k - масштабный коэффициент; X и У - напряжения, подаваемые на входы микросхем. Однако для ба- лансных модуляторов X = X{t)={4/n) sin (пя/2) cos ncoi, а для перемножителя л = 1 К525ПС1, имеющего два дифференциальных входа, X = X2 - Xi и ¥=¥2 - ¥i. Схемы включения этого перемножителя (см. гл. 3) содержат ОУ, необходимый для согласования сравнительно большого выходного сопротивления с нагрузкой.- В перемножителе К525ПС2 такой ОУ размещен на одном кристалле с К525ПС1. В модифицированном варианте (К525ПСЗ) дополнительно на кристалле К525ПС2 размещены внутренние подстроечные резисторы вместо внешних потенциометров. Микросхема К525ПСЗ наиболее близка к модели идеального перемножителя. Отечественная. промышленность выпускает полупроводниковые компараторы серий 521 и 597. Эти компараторы можно разделить иа четыре группы: Компараторы общего применения (К521СА2, К521СА5), прецизионные (К521САЗ, К597САЗ), быстродействующие (К597СА1, К597СА2) и специализированные tK521CAl, К521СА4). Параметры и основные схемы включения этих компараторов приведены на рис. П6 и в табл. П4. Для нормальной работы компаратора К597СА1 между его выходами и источником напряжения (-2 В) необходимо включить резистор сопротивлением 100 Ом. В компараторах К597САЗ и К521САЗ выводы 17 +необходимО под-ключить к источнику питания, определяющему размах выходного напряжения. Быстродействие компаратора К521САЗ можно, увеличить из 30...40%, -если объеди- нить выводы 5 и 6 (рис. П6, в). Компараторы К521СА5 и К597САЗ выпускают в корпусах с планарными выводами. В компараторах К597САЗ, чтобы сбалансировать напряжение смещения нуля, необходимо включить между выводами 3 и 4 (верхний компаратор) или выводами 5 и 6 (нижний компаратор) переменный резистор сопротивлением 10...50 кОм. Средний отвод этого резистора соединяется с выводом 13. Для аппаратуры, требующей применения нескольких-компараторов с согласованными параметрами, рекомендуется использовать счетверенные компараторы К1121СА1 и К1401СА1. В настоящее время выпускается только один полупроводниковый таймер КР1006ВИ1. Номенклатура же зарубежных изделий этого типа значительно разнообразнее (табл. П5 и П6). Параметры и основные схемы включения полупроводниковых УВХ приведены соответственно в табл. П7 и на рис. П7. В табл. П8 - nil даны параметры современных полупроводниковых ЦАП и АЦП, а на рис, П8 - П10 - их основные схемы включения. Схемы включения К572ПА1 рассмотрены в гл. 9, а особенности примененияБИС АЦП - в гл. 11. -С Вх1 Вх2- 6 Вых R3 fn 4701-: 150к Cf,n0 Rs.kOm С2 ,ПФ НвинВвртирушщее бключвнив 1 5-70 10 .5-10 100 1-10 1000 10 10 100 1000 2,5-10 450 100 10
К153УД2,К153ЯД6 лБ2 6x2-- при 5 Вых IN К140УД6, К140УД7 ЛОк Вх1-Вх2- 1? Вых К140УД8  Рис. П1. Операционные усилители общего применения Un Un 4W0,015m Bxl Bx2- при Kjj<3; L U=0 npuKu>3
 К544У,/1,2 С^-50пФ/К„ при 20 . \вых К140УА20  С^-Опри Kuf?2./Ri=1 3) К157УД1 Un U~ К157УД2  К57УА2 СкР574УАг) Вых Bxl Bxl Вх2§  \Бых ------jVs)----- U 6x2. Рис. П.1. Окончание К140УД1 Ri Bxl 12 Вых
К140УД5  Вых
 К574УД1 R2 С^-ЗОпф/Кц при Kjjb; Ск=5пФ при Кц>6 Вх1 1Вшх  К154УДЗ К154УД4 .-у-£к=ЗпФК при R2 Ki;=R2/Rii3; I ? R2 СусЮпФпри ai   Вых - К171УВ2 Рис. П2. Быстродействующие оиерационные усилители.  1 ... 32 33 34 35 36 37 38 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||