CN87107995A - 微处理器的外围电路 - Google Patents

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Abstract

本发明微处理器外围电路把控制输入输出信号导通或截止的信号截止电路与分时输入输出单板机存贮元件的地址/数据信号的I/O端口相接，并设有从单板机向外部存贮电路导出信号截止电路的控制信号、截止时端口的输入输出信号和输给上述存贮元件的各种控制信号的外部信号导出器。外部存贮电路与单板机基板相连，使单片处理器可转换为外部ROM存贮程序的处理动作，从而单板机很容易按外部ROM存贮程序执行而不必更换整个基板。

Description

本发明涉及对把普通计算机系统集中在一块芯片上的单板机内安装的存贮元件与另外设置的外部存贮元件进行转换的微处理器的外围电路。
使用单片处理器的微型计算机系统，通常如图4和图5所示。图4所示的单片处理器（1）内装了已经写入程序的ROM（只读存储器）、RAM（随机存取存储器）、定时电路和I/O端口等，所以把这类单片处理器（1）用于微型计算机系统时，外部不需要任何外围元件。由于外部不需要外围元件，所以处理器的各个插头（P0）～（P2）都可以作为输入端口或附加了锁存器的输出端口使用，从而可以获得最佳的系统实际组装空间效果的良好结构。
另外，图5是使用外部存贮器作为单片处理器的程序存贮器的微型计算机系统。
图中，（1）是单片处理器（例如Intel8396微处理器等）;（6）和（7）是数据锁存器（以后简称为D-Latch）;（8）和（9）是存贮了程序的存贮元件（例如ROM）;（10）是由与外部电路联系的输入输出接口元件构成的I/O端口。为了有效地使用其结构如上所述的微型计算机系统中的单片处理器的插头，由一个端口按分时方式将来自处理器的地址信号和数据信号交替地向外部ROM（8）和（9）输出。并且，由处理器输出的地址信号与 处理器的ALE（地址锁存选通）信号被同步地保存在D-Latch中之后，对ROM（8）和（9）进行地址指定，在下一个时间周期内，锁存器变为解除状态，从而把从指定地址读出的程序输入处理器（1）或通过I/O端口（10）向外部输出。
由于原有的使用单片处理器的微型计算机系统是按上述形式构成的，所以，譬如把内装屏蔽ROM的单片处理器用于计算机系统时，程序就不能更换了，或者把可以使用外部ROM的单片处理器用于计算机系统时，虽然通过对ROM的选择可容易地更换程序，但因附加了外部元件，使构成整机的元件数增多了，并且由于处理器的各个端口只用来输入输出程序存贮器的地址或数据，不得不牺牲I/O端口的功能。
另外，使用各种单片处理器的各种计算机系统的电路结构大不相同，对各个单片处理器说来，电路基板没有互换性，各个处理器都需要电路基板。
本发明就是为了解决上述问题而提出来的，目的在于提供一种以使用内部安装屏蔽ROM的单片处理器的微型计算机系统为基础的微处理器的外围电路，它根据需要可将上述单片处理器向装有能更换程序的ROM的微型计算机系统的基板进行转换。
本发明的微处理器的外围电路，是把控制端口输入输出导通或截止的信号截止电路连接在将在一块芯片上集中基本计算机系统的单板机内安装的存贮元件的地址信号和数据信号按分时方式交替输入输出的输入输出端口上，并且设有将输入到该信号截止电路的控制信号线和信号截止电路输入输出端的信号线以及上述存贮元件的控制信号向外部存贮电路导出的外部信号导出器。
本发明的微处理器的外围电路在选择单片机内安装的存贮元件时，使上述信号截止电路导通，通过输入输出端口可将外部输入的地址信号和数据信号按分时方式输入输出，另外，当使单片机按照别的程序动作时，则把存贮着上述别的程序的外部存贮电路与外部信号导出器相连接，从而可将程序从外部存贮元件读入处理器。因此，用来与外部存贮器相连接的端口补充了新的I/O元件，不会改变外部的输入输出信号，于是处理器便可变换为与内部存贮元件的程序不同的程序状态。
图1是本发明的一个实施例的微处理器的框图，
图2是与图1所示的电路相连接的外围电路图，
图3是其他实施例的框图，
图4和图5是原有的微处理器的外围电路图。
（1）是单片型微处理器，
（2）、（3）是具有三态输出的缓冲寄存器，
（4）、（5）是相互接插的一对接续器，
（8）、（9）是ROM，
（10）是I/O端口，
（13）、（14）是从两个输入信号中选择一个作为输出的选择器。
此外，各图中相同的符号表示相同或相当的部分。
下面参照图纸说明本发明的一个实施例。在图1中，（1）是单片微处理器（例如8396微处理器等），其内部装有写入了指定程序的ROM、RAM、计数器和I/O端口;（2）和（3）是具有逻辑“1”、“0”和输出阻抗无穷大的三态缓冲寄存器，根据通过 允许信号线（ EA）的信号方向，决定缓冲寄存器的方向;（4）是连接外围电路的接续器。
另外，图2中的（5）是与图1中的（4）相连接的接续器;（6）和（7）是保存地址的D-Latch;（8）和（9）是写入了程序的ROM;（10）是I/O端口。图1所示的电路与图2所示的电路可通过微处理器一边的接续器（4）与外围电路一边的接续器（5）相连接。通过接续器连通的信号包括：三态缓冲寄存器（2）和（3）的输入端信号和输出端信号、与地址信号输出同步输出的ALE信号、数据读入读出时的定时信号、决定选择处理器的内部存贮器或外部存贮器作为程序存贮器的 EA信号以及选择三态缓冲寄存器（2）和（3）的输出阻抗无穷大的信号。
下面根据上述结构说明本实施例的动作。先说明使微处理器一边的接续器（4）处于断开状态时如图1所示的单一电路的动作。这时，将电阻（11）上降落的一定电压加到 EA信号插头上，以使程序存贮器选择微处理器（1）内安装的存贮器，多数情况下是选择屏蔽ROM，从而使微处理器置位。另外，三态缓冲寄存器（2）和（3）也通过电阻（12）把电压加到选择插头上，以使输出处于随输入而改变的导通状态进行置位。通过上述置位，微处理器（1）便按写入内部安装的屏蔽ROM内的程序动作，则P0、P1和P2全部端口作为用于输出或输入的I/O端口而动作。
下面，说明将图2所示的外围电路一边的接续器（5）插入微处理器一边的接续器（4）内的情况。如图2所示，把接续器（5）插入接续器（4）后，程序存贮器的选择终端 EA便处于接地电位，与图1所示的单一的微处理器（1）的情况相反。并且，在选择外部 ROM（8）和（9）作为程序存贮器的同时，三态缓冲寄存器（2）和（3）也按同样的方法进行选择，使输出阻抗为无穷大。因此，为了读出外部ROM（8）和（9）的程序，微处理器（1）由端口P1和P2与ALE信号同步地输出地址信号。将D-Latch（6）、（7）和ROM（8）、（9）与信号线相连通，通过D-Latch保存地址信号，在下一个周期内，将存贮器的内容通过P1和P2，从ROM（8）和（9）按分时方式读入微处理器（1）。但是，由于外加程序存贮器使用了微处理器（1）的端口P1和P2，所以输入输出用的I/O端口便减少了。在外围电路中增加一个I/O端口专用元件（10），可以弥补这一缺点。虽然I/O端口（10）的I/O插头（P1′）和（P2′）与三态缓冲寄存器（2）和（3）的外部电路直接连接，但是，如前所述，由于三态缓冲寄存器（2）和（3）通过选择信号而使输出阻抗为无穷大，所以电路被切断，由读入ROM内容的动作所引起的微处理器（1）的P1和P2端口的动作不会从三态缓冲寄存器（2）和（3）传到外部电路，从而保证了I/O端口的输入输出正确传递。
由于采用上述结构，在单片处理器中，可用基本相同的电路使由内部安装的存贮元件引起的动作与由别的外部存贮元件内贮存的程序引起的动作简单地进行转换。另外，后者增加的只是存贮器及其外围电路，不必像原有的实施例从图4到图5那样更换整个印刷电路板，即可更换程序，这也是本发明所具有的特征。
在上述实施例中，与微处理器（1）的输入输出端口（P1）和（P2）连接的三态缓冲寄存器（2）和（3）处于导通状态，并且，各个输入输出端口（P1）和（P2）与外部电路之间是由能够 输入输出数据信号和地址信号的单片模式沟通的。另外，当与设有外部ROM（8）、（9）的外围电路连接时，或者使三态缓冲寄存器（2）和（3）处于截止状态时，则在输入输出端口（P1）和（P2）与通过接续器（4）和（5）相连接的外围电路的外部ROM（8）和（9）之间，输入输出数据信号和地址信号，并且使外围电路的I/O端口元件（10）的输入输出信号通过上述的三态缓冲寄存器的输出线。但是，也可以像图3所示的其他实施例那样，使用在两种信号中选择一种信号输出的选择器（13）和（14）来代替三态缓冲寄存器（2）和（3）。这时，作为信号选择输出方法，是当把微处理器（1）作为单片模式使用而不包含输入信号时，使通过电阻器（11）和（12）给选择器（13）和（14）的选择端（S）加上一定的电压。因此，选择器（13）和（14）便使端口（P1）和（P2）的信号接收端（A）、（A）与输出端（O）、（O）处于接通状态，从而通过端口（P1）和（P2）向外部输出地址信号或数据信号。
另外，将外围电路的接续器（5）与接续器（4）相连接，使微处理器（1）按照外围电路的ROM（8）和（9）存贮的程序进行处理动作时，通过接续器（5）使各个选择器（13）和（14）的选择端（S）处于接地电位，从而使选择器（13）和（14）的输出端（O）转换到端（B）。由于端（B）通过接续器（4）和（5）与外围电路内安装的I/O端口元件（10）的端口（P1′）和（P2′）相通，所以端口（P1′）和（P2′）就与输出端（O）的外部信号线连通了。
如上所述，按照本发明，通常由于包含有存贮了程序的ROM的 外部存贮电路通过接续器与按照存贮在本身内部安装的存贮元件中的程序进行计算处理的单板机的基板相连接，使得单片处理器可转换为外部ROM中存贮的程序的处理动作，从而提供了一种有效的、不必更换单板机的整个基板即可很容易地按照外部ROM存贮的程序进行动作的微处理器的外围电路。

Claims (4)

1、一种微处理器的外围电路，其特征在于，把用来控制输入输出信号导通或截止的信号截止电路与将单板机内安装的存贮元件的地址信号和数据信号按分时方式输入输出的输入输出端口相接，并且设有将该信号截止电路的控制信号、截止时端口的输入输出信号和输送到上述存贮元件的各种控制信号从单板机向外部存贮电路导出的外部信号导出器。
2、按权利要求1所述的微处理器的外围电路，其特征是，上述信号截止电路采用的是可将电路的输出状态选择为无穷大阻抗状态的三态缓冲寄存器。
3、按权利要求1所述的微处理器的外围电路，其特征是，上述信号截止电路采用的是能从几条信号线中选择一条信号线的输入信号进行输出的选择器。
4、按权利要求1、2或3所述的微处理器，其外围电路的特征是，上述外部存贮电路包含有存贮程序的存贮元件和用于保持存贮信息的保持电路，并且当把该外部存贮电路与上述外部信号导出器相结合时，单板机的地址和数据的分时输出信号线被信号截止电路所截止，单板机转换为选择外部存贮元件，从而读出该外部存贮元件存贮的程序并执行该程序。
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