КР580ВИ53

КР580ВИ53 разных заводов

580ВИ53 производства завода «Квазар» (в металлокерамическом корпусе)

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[править]

Функциональная схема и назначение выводов[править]

Каждый канал имеет 2 входа (счётный вход и вход стробирования или разрешения счёта) и 1 выход.

Блок-схема таймера Intel 8253 (аналога КР580ВИ53), цоколёвка и назначение выводов
Рисунок	Название вывода	Описание
	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[править]

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[править]

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[править]

Коэффициенты деления делителей частоты каждой ступени частотной шкалы устанавливаются в соответствие с выражением^[3]:

Невозможно разобрать выражение (синтаксическая ошибка): {\displaystyle K_j = ({10 × 2^{1/12})^{-j}}} , где

j — порядковый номер ступени шкалы частот;

n — целое число, определяющее требуемую точность формирования.

Частота следования импульсов на выходе j-го делителя будет равна:

Невозможно разобрать выражение (синтаксическая ошибка): {\displaystyle f_j=\frac{f_г}{K_j}}

, где f_г — 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 f_o = 440 Гц.

Ограничивая требуемую точность формирования четырьмя значащими цифрами после запятой (m=4), значение в МГц вычисляется равным:

Невозможно разобрать выражение (синтаксическая ошибка): {\displaystyle f_г=f_о × 10^4=4,4}

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	$(2^{1 / 12})^{- j}$	K_j	f_j	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[править]

↑ 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» (неопр.). Дата обращения: 28 июля 2009. Архивировано из оригинала 12 февраля 2012 года.
↑ Луппов Г.Б. Микросхема программируемого таймера КР580ВИ53 // журнал «Байт». — Киров, 1994. — № 21+22.

Ссылки[править]

БИС ПРОГРАММИРУЕМОГО ИНТЕРВАЛЬНОГО ТАЙМЕРА (ПИТ) КР580ВИ53
Программируемый таймер КР580ВИ53 Статья опубликована 23.07.2002 г.

[1] 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.

[2] Компьютер «Байт» (неопр.). Дата обращения: 28 июля 2009. Архивировано из оригинала 12 февраля 2012 года.

[byte-3] Луппов Г.Б. Микросхема программируемого таймера КР580ВИ53 // журнал «Байт». — Киров, 1994. — № 21+22.

[1]

[2]

[3]