КР580ВИ53 — программируемый таймер, три 16-разрядных канала

Назначение

КР580ВИ53 — программируемый таймер обвязки процессора КР580ВМ80: один корпус заменяет сразу три независимых 16-разрядных счётчика, каждый из которых можно настроить под свою задачу — отсчёт временных интервалов, деление входной частоты, генерацию меандра или счёт внешних событий. До появления таких БИС эти функции собирались из рассыпухи — двоичные счётчики, дешифраторы, одновибраторы на дискретных элементах. КР580ВИ53 сводит всё это на один кристалл и подключается к системной шине как обычный порт: два адресных входа выбирают один из трёх счётчиков или регистр управления, а режим счёта (один из шести) и формат числа (двоичный 16-разрядный или BCD) задаются программно, без единой перепайки схемы.

Микросхема — прямой функциональный аналог Intel 8253 и штатный член комплекта КР580 наравне с КР580ВН59 (контроллер прерываний) и КР580ВТ57 (контроллер ПДП): вместе с процессором КР580ВМ80 они закрывали типовой набор задач учебных и любительских ЭВМ конца 1980-х — системный таймер, звук, обмен с накопителем на магнитной ленте.

Три канала и режимы счёта

Каждый из трёх счётчиков КР580ВИ53 — независимый узел с тремя выводами: CLK (вход тактовой частоты, которую делит счётчик), GATE (разрешение/управление счётом) и OUT (выход результата). Каналы физически не связаны друг с другом — их можно тактировать от разных источников и использовать одновременно на три разные задачи, например один считает миллисекунды для системного таймера, второй делит частоту для звука, третий отсчитывает тайм-аут ожидания периферии.

Режим работы каждого канала задаётся отдельно словом управления и выбирается из шести: Mode 0 — прерывание по окончании счёта, однократный отсчёт интервала; Mode 1 — ждущий одновибратор с перезапуском по входу GATE; Mode 2 — генератор частоты, делитель на N с коротким импульсом на выходе; Mode 3 — генератор меандра, та же логика деления, но на выходе симметричный прямоугольный сигнал; Mode 4 — программно-стробируемый одиночный импульс; Mode 5 — тот же строб, но запускаемый аппаратно по входу GATE. Такой набор покрывает практически все задачи «отмерить время» и «поделить частоту», под которые в схеме на дискретной логике потребовался бы отдельный узел на каждую.

Где применяется

В машинах на комплекте КР580 (том же, что и у процессора КР580ВМ80 — Радио-86РК, «Микроша», «Специалист») КР580ВИ53 обычно закрывал сразу несколько типовых для таймерной БИС ролей: один канал в режиме генератора частоты давал регулярный тик для системного таймера и часов реального времени, второй в режиме меандра делил частоту до звукового диапазона и раскачивал пьезоизлучатель или динамик — стандартный для микросхем этого класса способ получить программируемый звук без отдельного генератора, третий отрабатывал программные тайм-ауты: ожидание готовности накопителя на магнитной ленте, антидребезг клавиатуры, сторожевые задержки. Та же связка «три независимых канала» пригождалась и вне бытовых ЭВМ — в промышленной автоматике и измерительной аппаратуре, где нужен программируемый источник меток времени без отдельного узла под каждую задачу.

Частые вопросы

Чем КР580ВИ53 отличается от счётчика на дискретной логике? Тем, что все три канала программируются с шины процессора: режим счёта, формат числа (двоичный/BCD) и загружаемое значение задаются словом управления, а не перепайкой схемы. Один и тот же корпус в одной системе может быть одновременно таймером, делителем частоты для звука и сторожевым тайм-аутом — для каждого канала это настраивается независимо от остальных.

Чем отличаются Mode 2 и Mode 3, если оба «делят частоту»? Mode 2 (генератор частоты) выдаёт на выходе короткий импульс с нужным периодом — удобно как источник тактов для следующего счётчика. Mode 3 (генератор меандра) формирует симметричный прямоугольный сигнал скважностью 50/50 — то, что нужно для звука или для тактирования логики, ожидающей именно меандр, а не короткий импульс.

Можно ли использовать КР580ВИ53 без процессора КР580ВМ80? Электрически да — интерфейс микросхемы (шина данных, RD/WR, выбор регистра) рассчитан на стандартную 8080-совместимую процессорную шину, поэтому её ставили и с другими процессорами того же поколения. Но исторически на постсоветском пространстве она почти всегда встречается именно в связке с КР580ВМ80, как штатная часть комплекта КР580.

Технические характеристики

Аналоги

Прямой зарубежный функциональный аналог — Intel 8253: то же деление на три независимых 16-разрядных канала, те же шесть режимов счёта, совместимая процессорная шина. КР580ВИ53 повторяет его логику и назначение выводов как штатный член комплекта КР580.

Внешний вид и цоколёвка

См. также

Из того же комплекта КР580: КР580ВН59 (прерывания), КР580ВТ57 (ПДП), КР580ВМ80.