Программа тестирования ПЗУ

Алгоритм тестирования ПЗУ отличен от алгоритма тестирования ОЗУ, поскольку внутрисистемная запись тестовой информации в постоянное запоминающее устройство, как правило, невозможна.

Для тестирования ПЗУ выполняют подсчёт контрольной суммы и сравнивают полученное значение с известным значением. Контрольная сумма – это сумма содержимого каждой из ячеек памяти без учёта
переполнения. Контрольная сумма может быть однобайтной, двухбайтной и т.д.

Например, если ёмкость восьмиразрядного ПЗУ 4 байта и в нем хранится следующий код: 0СH, FFH, 16H, 20H, то однобайтное значение контрольной суммы будет рассчитано следующим образом:

Листинг 4.40 содержит текст программы тестирования ПЗУ ёмкостью 2 кБ.

Контрольные вопросы

1 Какие типы ЗУ применяются в микроконтроллерных устройствах?

2 Для чего необходимо тестирование ЗУ?

3 Почему метод тестирования ОЗУ не всегда приемлем для тестирования ПЗУ?

4 Опишите один из алгоритмов тестирования ОЗУ.

4.6 Обмен данными по шине I²С

4.6.1 Общие положения и введение в логику работы шины I²С

Разработанная фирмой Philips шина I²С (Inter-Integrated Circuit) – это двунаправленная асинхронная шина с последовательной передачей данных и возможностью адресации до 128 устройств. Физически шина содержит две сигнальные линии, одна из которых (SCL) предназначена для передачи тактового сигнала, вторая (SDA) для обмена данными. Для управления линиями применяются выходные каскады с открытым коллектором, поэтому линии шины должны быть подключены к источнику питания +5 В через резисторы сопротивлением 1... 10 кОм, в зависимости от физической длины линий и скорости передачи данных. Длина соединительных линий в стандартном режиме может достигать 2-х метров, скорость передачи – до 100 кбит/с.

Все абоненты шины делятся на два класса – «Master» и «Slave». Устройство «Master» генерирует тактовый сигнал (SCL) и, как следствие, является ведущим. Оно может самостоятельно выходить на шину и адресовать любое «Slave»-устройство с целью передачи или приёма информации. Все «Slave»-устройства «слушают» шину на предмет обнаружения собственного адреса и, распознав его, выполняют предписываемую операцию.

В начальный момент времени – в режиме ожидания – обе линии SCL и SDA находятся в состоянии логической единицы. В режиме передачи (рисунок 4.27) бит данных SDA стробируется положительным импульсом SCL. Смена информации на линии SDA производится при нулевом состоянии линии SCL. «Slave»-устройство может «придерживать» линию SCL в нулевом состоянии, например, на время обработки очередного принятого байта, при этом «Master»-устройство обязано дождаться освобождения линии SCL, прежде чем продолжить передачу информации.

Рисунок 4.27 – Диаграмма процесса передачи данных по шине I2C

Для синхронизации пакетов шины I²C различают два условия – «Start» и «Stop», ограничивающие начало и конец информационного пакета (рисунок 4.28).

Рисунок 4.28 – Диаграмма «Start»/«Stop» условия шины I2C

Для кодирования этих условий используется изменение состояния линии SDA при единичном состоянии линии SCL, что недопустимо при передаче данных. «Start»-условие образуется при отрицательном перепаде линии SDA, когда линия SCL находится в единичном состоянии, и наоборот, «Stop»-условие образуется при положительном перепаде линии SDA при единичном состоянии линии SCL.

Передача данных начинается по первому положительному импульсу на линии SCL (рисунок 4.29), которым стробируется старший бит первого информационного байта. Каждый информационный байт (8 битов) содержит 9 тактовых периодов линии SCL. В девятом такте устройство-получатель выдаёт подтверждение () – отрицательный импульс, свидетельствующий о «взаимопонимании» передатчика и получателя. Любой абонент шины, как «Master», так и «Slave», может в разные моменты времени быть как передатчиком, так и получателем и в соответствии с режимом обязан либо принимать, либо выдавать сигнал , отсутствие которого интерпретируется как ошибка.

Рисунок 4.29 – Диаграмма подтверждения приёма байта по шине I2C

Временная диаграмма сигналов SCL и SDA шины I²С приведена на рисунке 4.30. Здесь S обозначает «Start»-условие, Р – «Stop»-условие.

Рисунок 4.30 – Временная диаграмма работы шины I2C

4.6.2 Пример обмена данными по шине I²C

Рассмотрим обмен данными по протоколу I²C на конкретном примере – между микроконтроллером и микросхемой памяти с электрическим стиранием 24С16 ёмкостью 2048 B. Схема включения приведена на рисунке 4.31.

Рисунок 4.31 – Схема подключения микросхемы 24С16
к микроконтроллеру

Назначение входов SCL и SDA приведено выше. Вход WP – вход защиты от записи. Информация может быть записана в микросхему только при логическом 0 на этом входе.

На рисунке 4.32 приведена диаграмма записи байта в память.

Рисунок 4.32 – Диаграмма записи байта в память

DEVICE ADDRES (адрес устройства) – это 8-битное слово, имеющее следующий формат:

A10

A9

A8

где А8 – А10 – старшая часть адреса, по которому будет записан байт данных (DATA);

– бит, определяющий тип операции (0 – запись, 1 – чтение).

После того как микросхеме передаётся «Stop»-условие, она выполняет внутренний цикл записи принятых данных по указанному адресу. При этом она не реагирует на внешние сигналы. Поэтому необходимо дождаться завершения этого процесса. Для этого выполняется попытка записи в микросхему адреса устройства. Приход сигнала подтверждения свидетельствует о завершении внутреннего цикла записи.

На рисунке 4.33 приведена диаграмма чтения байта из памяти.

Рисунок 4.33 – Диаграмма чтения байта из памяти

Листинг 4.41 содержит текст программы, реализующей тестирование микросхемы. В микросхему записывается тестовая информация. После этого выполняется её чтение и проверка правильности. Один байт тестовой информации – это адрес тестируемой ячейки, увеличенный на 2.

Контрольные вопросы

1 Что такое шина I²C?

2 Чем отличается Master от Slave устройства?

3 Каковы этапы приема байта информации от Slave устройства по шине I²C?

4 Какое устройство на шине I²C выдает сигнал ACK и в каком случае?

5 Для чего нужны старт и стоп условия?

4.7 Приём данных по протоколу Centronics

Основным назначением интерфейса Centronics является подключение к компьютеру принтеров. Поэтому распределение контактов разъёма, назначение сигналов, программные средства управления интерфейсом ориентированы именно на это использование. В то же время с помощью данного интерфейса можно подключать к компьютеру специально разработанные устройства сопряжения.

В таблице 4.1 перечислены все сигналы интерфейса Centronics и их назначение. Однако в минимальном варианте при передаче данных можно использовать только одиннадцать линий:

Data[0:7], Strobe#, Busy, Ack#.

Таблица 4.1 – Сигналы интерфейса Centronics

Временные диаграммы цикла передачи данных приведены на рисунке 4.34.

Рисунок 4.34 – Временные диаграммы цикла передачи данных

I/O задает направление (вход/выход) применительно к внешнему устройству.

Перед началом цикла передачи данных компьютер должен убедиться, что сняты сигналы Busy и Ack#. После этого выставляются данные, формируется сигнал стробировния на линии Strobe#.

При получении строба, устройство сопряжения формирует сигнал Busy, а после окончания обработки данных выставляет сигнал Ack#, снимает Busy и снимает Ack#. Затем цикл повторяется.

На рисунке 4.35 приведён вариант подключения микропроцессорного устройств к LPT порту.

Рисунок 4.35 – Подключение микропроцессорного устройства к LPT порту

Листинг 4.42 содержит текст программы, выполняющей прием данных по протоколу Centronics и их сохранение в ОЗУ.

Контрольные вопросы

1 Каким образом может быть использован интерфейс Centronics в микроконтроллерных устройствах?

2 Какие сигналы интерфейса являются входными для микроконтроллерных устройства, подключенного к ПК?

3 Опишите временные диаграммы цикла передачи по интерфейсу Centronics.

Литература

1. 80C51 family hardware description. – Philips Semiconductors, 1995.

2. 80C51 family programmer’s guide and instructions set. – Philips Semiconductors, 1995.

3. Бирюков, С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП / С.А. Бирюков. – М.: ДМК, 1999. – 240 с.: ил.

4. Гребнев, В.В. Однокристальные микроЭВМ семейства AT89 фирмы Atmel / В.В. Гребнев. – СПб.: FineStreet, 1998.

5. Гук, М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.: Питер, 2002. – 528 с.: ил.

6. Гук, М. Аппаратные средства PC. Энциклопедия / М. Гук. – СПб.: Питер Ком, 1998. – 816 с.: ил.

7. Измерения в электронике: справочник / В.А. Кузнецов [и др.]; под ред. В.А. Кузнецова. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 512 с.: ил.

8. Полупроводниковые приборы. Диоды высокочастотные, импульсные, оптоэлектронные приборы: справочник / А.Б. Гитцевич [и др.]; под ред. А.В. Голомедова. – 2-е изд. стереотип. – М.: КУбК-а, 1997. – 592 с.: ил.

9. Шило, В.Л. Популярные цифровые микросхемы: справочник / В.Л. Шило. – М.: Радио и связь, 1987. – 352 с.: ил.

Для заметок

Для заметок

СЫПИН ЕВГЕНИЙ ВИКТОРОВИЧ

ПОВЕРНОВ ЕВГЕНИЙ СЕРГЕЕВИЧ

ПАВЛОВ АНДРЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

МИКРОКОНТРОЛЛЕР АТ89С51 СЕМЕЙСТВА АТ89 ФИРМЫ ATMEL. ОПИСАНИЕ И ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Учебное пособие по курсам «Техника двоичной переработки информации», «Микропроцессорная техника и ЭВМ», «Основы проектирования приборов и систем», «Проектирование и моделирование радиоэлектронных устройств», «Цифровые измерительные устройства», «Аппаратные интерфейсы информационных систем», «Компьютерные технологии в приборостроении» для студентов специальностей 200106, 230201

Редактор …….

Корректор …..

Подписано в печать …… Формат 60×84 1/16

Усл. п. л. 6,8. Уч.-изд. л. 7,3

Печать — ризография, множительно-копировальный аппарат «RISO TR-1510@

Тираж …. экз. Заказ ….

Издательство Алтайского государственного технического университета

656038, г.Барнаул, пр-т Ленина, 46

Оригинал-макет подготовлен ИИО БТИ АлтГТУ

Отпечатано в ИИО БТИ АлтГТУ

659305, г.Бийск, ул. Трофимова, 29

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: