КР580ВИ53
КР580ВИ53 — электронный компонент, микросхема программируемого трёхканального таймера счётчика интервалов и внешних событий (количества импульсов), программируемого делителя частоты, одновибратора.
Содержит три идентичных независимых канала счёта, каждый канал является программно настраиваемым 8- или 16-битовым счётчиком. Режимы работы каналов настраиваются программно.
Входит в состав микропроцессорного комплекта КР580.
Микросхема выпускалась в двух версиях, КР580ВИ53 (аналог i8253) с максимальной рабочей частотой 2 МГц, и КР580ВИ53Д (аналог i8253-5) с максимальной рабочей частотой 2,5 МГц, оформление — пластмассовый корпус DIP24 (широкий) или металлокерамический.
Является функциональной копией микросхемы Intel 8253 (i8253).
Описание и функции
Функциональная схема и назначение выводов
Каждый канал имеет 2 входа (счётный вход и вход стробирования или разрешения счёта) и 1 выход.
| Рисунок | Название вывода | Описание |
|---|---|---|
-ru.svg) 
|
D0…D7 | Двунаправленная шина данных |
| /WR | Write. Запись. По низкому уровню на этом входе микропроцессор записывает данные в программируемый таймер. | |
| /RD | Read. Чтение. Низкий уровень на этом входе информирует программируемый таймер, что процессор хочет прочитать состояние счётчика. При этом на выводы D0…D7 микросхема выставляет содержимое счётчика. | |
| /CS | Chip select. Выбор микросхемы. Низкий уровень инициирует обмен между процессором и программируемым таймером. Не оказывает воздействия на работу счётчиков таймера. | |
| A0, A1 | Адресные входы. Позволяют выбрать один из трёх счетчиков для операции чтения/записи состояния счётчиков. | |
| CLK0…CLK2 (Вход0…Вход2) |
Тактовые входы каждого из трёх счётчиков. | |
| GATE0…GATE2 (Разрешение0…Разрешение2) |
Входы разрешения счётчиков. Уровень «1» — разрешение счёта или перезагрузка счётчика по фронту. | |
| OUT0…OUT2 (Выход0…Выход2) |
Выходы счётчиков. |
Режимы работы
Микросхема работает в одном из 6 режимов. Выбор режима работы каждого канала и разрядности счётчика канала (1 или 2 байта) производится записью управляющего слова в регистр (слово) управления микросхемы. Для настройки режимов всех 3 каналов нужно произвести запись 3 байтов в регистр управления. После настройки режимов в счётчики каналов заносятся с внешней шины данных начальные значения (1 или 2 байта в зависимости от управляющего слова).
В любой момент начальные значения можно перезаписать, перестроив константы счета[1].
- Режим 0: программируемый таймер.
- Режим 1: программируемый одновибратор.
- Режим 2: программируемый делитель частоты, длительность выходных импульсов равна длительности тактового импульса.
- Режим 3: программируемый делитель частоты, длительность выходных импульсов равна половине длительности счёта (скважность 2).
- Режим 4: программируемый счётчик, стробируемый уровнем управляющего сигнала.
- Режим 5: программируемый счётчик, стробируемый фронтом управляющего сигнала.
Применение
Типовое применение микросхемы таймера в компьютерах и контроллерах — программное измерение временных интервалов, счёт событий, генерация запросов аппаратных прерываний для работы в реальном времени, а также микросхема таймера входит в типовую схему включения БИС последовательного интерфейса, позволяя программно выбирать одну из стандартных скоростей передачи.
В советских учебных и бытовых компьютерах КР580ВИ53 часто использовалась в качестве аппаратного звукогенератора. В частности, так 580ВИ53 использовалась в компьютерах Корвет ПК8010 / ПК8020, Микроша, Вектор-06Ц, Союз-Неон ПК-11/16, Байт[2], Специалист МХ, в цветном псевдографическом видеомодуле расширения (МЦПГ) для компьютера Партнёр 01.01 и в игровом автомате ТИА-МЦ-1. В синтезаторе RMIF TI-3 использовано 8 таких микросхем, а в приставке «Менестрель» к компьютерам БК — две. Оригинально выполнена генерация звука в компьютере Союз-Неон ПК-11/16, где три канала звука генерируются с помощью двух КР580ВИ53. Один таймер производит тоны, а второй служит для регулировки громкости каналов путём изменения скважности прямоугольного сигнала. Музыка, производимая такой схемой, похожа на воспроизводимую специализированной музыкальной БИС AY-8912.
В качестве звукогенератора микросхема i8253 и аналогичная i8254 (советский аналог — КР1810ВИ54) использовалась в ПК IBM PC/XT и PC/AT, а также в их советских и иностранных аналогах — для воспроизведения звука у них был использован один из трёх каналов таймера. Стандартный для IBM-совместимых ПК звукогенератор (PC speaker) присутствует и в современных ПК, где функции i8253/i8254 реализованы в одной из микросхем чипсета системной платы. В телефонном аппарате с автоматическим определителем номера (АОН), выполненном на микропроцессоре Z80, из трёх каналов микросхемы для генерации звука применён также только один.
Цифровой синтез музыкальной шкалы
Коэффициенты деления делителей частоты каждой ступени частотной шкалы устанавливаются в соответствие с выражением[3]:
[math]\displaystyle{ K_j = ({10 × 2^{1/12})^{-j}} }[/math] , где
j — порядковый номер ступени шкалы частот;
n — целое число, определяющее требуемую точность формирования.
Частота следования импульсов на выходе j-го делителя будет равна:
[math]\displaystyle{ f_j=\frac{f_г}{K_j} }[/math]
, где fг — частота на входе высокостабильного генератора.
В качестве опорной частоты, соответствующей j=0, принимается частота тона ноты Ля 1-й октавы (A4), имеющая точное целочисленное значение fo = 440 Гц.
Ограничивая требуемую точность формирования четырьмя значащими цифрами после запятой (m=4), значение в МГц вычисляется равным:
[math]\displaystyle{ f_г=f_о × 10^4=4,4 }[/math]
Частоты на октаву выше получаются удвоением значений частот музыкальных тонов, на две октавы выше — повторным удвоением. И наоборот, частоты на октаву ниже будут приблизительно равны половине этих значений (однако, хорошо настроенное пианино точно не следует арифметическим интервалам).
| j | [math]\displaystyle{ (2^{1/12})^{-j} }[/math] | Kj | fj | Значения по музыкальной шкале, Гц | Наименование тона [октава] |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1,0 | 10000 | 440 | 440 | ЛЯ [1] |
| 1 | 0,9438743 | 9438 | 466,2 | — | ЛЯ [1] |
| 2 | 0,8908987 | 8908 | 493,93 | 494 | СИ [1] |
| 3 | 0,8408904 | 8408 | 523,31 | 523 | ДО [2] |
| 4 | 0,7937011 | 7937 | 554,36 | — | ДО [2] |
| 5 | 0,7491540 | 7491 | 587,97 | 588 | РЕ [2] |
| 6 | 0,7071070 | 7071 | 622,25 | — | РЕ [2] |
| 7 | 0,6674204 | 6674 | 659,27 | 660 | МИ [2] |
| 8 | 0,6299609 | 6299 | 698,52 | 698 | ФА [2] |
| 9 | 0,5946038 | 5946 | 739,99 | — | ФА [2] |
| 10 | 0,5612314 | 5612 | 784,03 | 784 | СОЛЬ [2] |
| 11 | 0,5297317 | 5297 | 830,65 | — | СОЛЬ [2] |
| 12 | 0,500000 | 5000 | 880 | 880 | ЛЯ [2] |
Примечания
- ↑ Алексенко А. Г., Галицын А. А., Иванников А. Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах: Программирование, типовые решения, методы отладки. — М.: Радио и связь, 1984. 272 с., ил. УДК 681.325.5-181.4.
- ↑ Компьютер «Байт» (недоступная ссылка). Дата обращения: 28 июля 2009. Архивировано 12 февраля 2012 года.
- ↑ Луппов Г.Б. Микросхема программируемого таймера КР580ВИ53 // журнал «Байт». — Киров, 1994. — № 21+22.
Ссылки
- БИС ПРОГРАММИРУЕМОГО ИНТЕРВАЛЬНОГО ТАЙМЕРА (ПИТ) КР580ВИ53
- Программируемый таймер КР580ВИ53 Статья опубликована 23.07.2002 г.