- •Основы микропроцессорной техники
- •В.И. Енин
- •В.И. Енин
- •Введение
- •После изучения дисциплины необходимо знать
- •После изучения дисциплины необходимо уметь
- •В.1. Роль и место курса “Микропроцессорная техника” в учебном процессе
- •1. Микропрограммные автоматы
- •После изучения главы необходимо знать
- •1.1. Автомат без памяти
- •1.2. Микропрограммный автомат
- •1.2.1. Автомат с памятью
- •1.2.2. Микропрограммный автомат в системе управления
- •1.2.3. Структурный автомат
- •1.3. Схемная реализация микропрограммных автоматов
- •2. МикропрограмМируемые контроллеры и микропроцессоры
- •После изучения главы необходимо знать
- •2.1. Блок микропрограммного управления
- •2.2. Блок обработки цифровых данных.
- •3. Принципы организации эвм
- •После изучения главы необходимо знать
- •3.1. Выполнение команд в эвм
- •Система команд и методы адресации
- •Подпрограммы
- •3.2. Общие принципы организации ввода-вывода
- •3.2.1. Программный режим ввода-вывода
- •3.2.2. Обмен информацией в режиме прерывания программы
- •3.2.3. Прямой доступ к памяти
- •3.2.4. Подключение внешних устройств
- •4. Архитектура однокристального микропроцессора
- •После изучения главы необходимо знать
- •4.1. Архитектура микропроцессора к580ик80а
- •4.1.1. Формат команд микропроцессора к580ик80а
- •4.1.2. Методы адресации микропроцессора к580ик80а
- •4.1.3. Команды безусловной и условной передач управления
- •4.1.4. Примеры команд процессора к580ик80а
- •4.2. Организация обмена в однокристальных микроЭвм
- •4.2.1. Функционирование микропроцессора
- •4.2.2. Подключение озу и регистров внешних устройств
- •5. Системы счисления и арифметические операции над числами
- •После изучения главы необходимо знать
- •5.1. Системы счисления для представления чисел в эвм
- •5.2. Представление в эвм целых двоичных чисел без знака
- •5.3. Представление в эвм целых чисел со знаком
- •5.3.1. Представление чисел со знаком в прямом коде
- •5.3.2. Представление чисел со знаком в дополнительном коде
- •5.3.3. Особенности выполнения сложения двоичных чисел без знака и со знаком
- •1. Примеры сложения чисел без знака.
- •2. Примеры сложения чисел со знаком.
- •5.4. Двоично-десятичная система представления чисел
- •5.5. Представление чисел в формате с плавающей точкой
- •Примеры представления чисел типа single
- •Примеры представления чисел типа real
- •6. Семейство процессоров х86
- •После изучения главы необходимо знать
- •6.1. Архитектура процессора 8086
- •Регистры процессора
- •Инструкции процессора
- •Сегментация памяти
- •Методы адресации
- •Распределение памяти
- •Прерывания
- •Функционирование
- •6.2. Процессоры 80286
- •Реальный режим
- •Защищенный режим
- •Прерывания
- •Регистр состояния задачи
- •Некоторые особенности функционирования
- •Функциональная схема pc at
- •7. Шина isa и интерфейсы сопряжения с устройствами управления
- •После изучения главы необходимо знать
- •7.1. Конструкция шины isa
- •Выводы шины isa
- •Распределение адресов на системной плате ат
- •Циклы магистрали
- •Прямой доступ к памяти
- •Регенерация памяти
- •Основные электрические характеристики линий isa
- •7.2. Проектирование устройств сопряжения для шины isa
- •7.2.1. Селекторы (дешифраторы) адреса
- •7.2.2. Операционная часть интерфейса
- •7.2.3. Микросхемы для построения интерфейсов Условные графические обозначения элементов цифровой техники
- •7.2.4. Микросхемы приемопередатчиков сигналов магистрали
- •Микросхемы селекторов адреса выходных регистров
- •8. Интерфейс centronics
- •После изучения главы необходимо знать
- •8.1. Порядок обмена по интерфейсу Centronics
- •8.2. Программируемый параллельный интерфейс ( ппи)
- •9. Обмен данными по интерфейсу rs-232
- •После изучения главы необходимо знать
- •9.1. Назначение линий связи rs-232
- •9.2. Подключение модема к rs-232
- •9.3. Подключение терминалов к rs-232
- •9.4. Подключение удаленных объектов управления
- •9.5. Назначение портов rs-232
- •10. Отсчёт реального времени в эвм
- •После изучения главы необходимо знать
- •10.1. Программируемый таймер
- •10.1.1. Режимы работы таймера
- •10.1.2. Таймер на системной плате ibm pc
- •10.2. Программируемый контроллер прерываний
- •10.2.1. Режимы работы пкп
- •10.2.2. Программирование пкп
- •10.3. Прерывания в ibm pc
- •10.3.1. Векторы прерывания
- •10.3.2. Прерывания bios и dos
- •10.3.3. Написание собственных прерываний
- •10.4. Отсчёт реального времени в эвм
- •10.5. Процедуры и функции для работы с прерываниями
- •После изучения главы необходимо знать
- •11.1. Архитектура 32-разрядных процессоров
- •11.1.1. Регистры процессора
- •11.1.2. Организация памяти
- •11.1.3. Режимы адресации
- •11.1.4. Ввод и вывод
- •11.1.5. Прерывания и исключения
- •11.1.6. Процессоры Pentium
- •11.2. Страничное управление памятью
- •11.3. Кэширование памяти
- •Кэш прямого отображения
- •Ассоциативный кэш
- •12. Однокристальные микроконтроллеры
- •После изучения главы необходимо знать
- •12.1. Однокристальный микроконтроллер к1816
- •12.2. Avr микроконтроллеры
- •12.3. Процессоры обработки сигналов
- •12.3.1. Однокристальный цифровой процессор обработки
- •12.3.2. Цифровые процессоры обработки сигналов (цпос)
- •13. Промышленное оборудование для цифровых систем управления
- •После изучения главы необходимо знать
- •13.1. Оборудование для централизованных систем управления
- •13.1.1. Персональные компьютеры для целей управления
- •13.1.2. Промышленные рабочие станции
- •13.1.3. Шасси для ibm совместимых промышленных компьютеров
- •13.1.4. Модульные промышленные компьютеры mic-2000
- •13.1.5. Процессорные платы
- •13.1.6. Устройства для сбора данных и управления
- •13.2. Оборудование для распределенных систем сбора данных и управления
- •13.2.1. Модули удаленного сбора данных и управления adam-5000
- •13.2.2. Модули удаленного сбора данных и управления adam-4000
- •13.3. Прикладное программное обеспечение
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Оглавление
- •Системы счисления и арифметические
10.1.1. Режимы работы таймера
Режим 0 (прерывание по окончанию счета). По окончании записи CW на выходе OUT устанавливается 0 и остается таким до обнуления счетчика. После загрузки DW счетчик начинает вычитать по каждому срезу CLK. При переходе счетчика в 0 на выходе OUT устанавливается 1 и остается высоким. Работа счетчика при этом не останавливается. Перезапуск канала производится при загрузке новых данных DW. Запись первого байта останавливает счет, второй байт запускает новый счет. Вход GATE разрешает счет при высоком и запрещает при низком уровне напряжения.
Режим 1 (аппаратно запускаемый одновибратор). В этом режиме формируется отрицательный импульс длительностью N тактов CLK, где N- число загружаемое в счетчик. На выходе первоначально устанавливается высокий уровень. Выход OUT генерирует 0 по первому срезу CLK после фронта GATE, и счетчик начинает считать. При переходе СТ в 0 на выходе OUT устанавливается 1. Перезагрузка СТ во время счета не изменяет длительности текущего импульса. Однако появление нового фронта GATE перезапускает СТ с новым или старым значением. Чтение счетчика возможно в любое время.
Режим 2 (генератор частоты) таймер генерирует периодический сигнал с частотой в N раз меньшей частоты тактовых импульсов. Выход OUT= 0 устанавливается на последнем такте периода, который определяется значением DW, и только в течение одного периода входной частоты CLK. Перезагрузка СТ не приводит к изменению длительности текущего периода, но влияет на длительность последующего. При подаче на управляющий вход GATE 0 осуществляется переход в 1 выхода OUT. Фронт GATE запускает СТ из начального состояния. Он может служить для аппаратной синхронизации счетчика.
Режим 3 (генератор прямоугольных импульсов) отличается от режима 2 тем, что в течение первой половины периода на выходе формируется сигнал высокого уровня, а в течение второй половины – низкого уровня. На выходе OUT единица будет сохраняться до тех пор, пока не закончится одна половина счета. При нечетном DW на протяжении (N+ 1)/2 тактов удерживается 1 и на протяжении (N- 1)/2 тактов - 0. При перезагрузке СТ новое значение скажется на результате работы только при переходе OUT в другое состояние. В остальном, режим подобен предыдущему.
Режим 4 (программная задержка строба). После записи CW на выходе OUT устанавливается 1. Запуск счета осуществляется после загрузки DW. При достижении 0 на выходе OUT генерируется импульс длительностью в один период CLK, а СТ продолжает работать. Перезагрузка младшего байта в процессе счета не влияет на текущий счет. Загрузка старшего байта приводит к перезапуску СТ. Появление нуля на входе GATE приостанавливает счет.
Режим 5 (аппаратная задержка строба). Счетчик начинает работать только по фронту GATE. Новый фронт перезапускает текущий счет. В остальном режим подобен предыдущему.
Во всех режимах сигнал GATE является управляющим: запрещает счет низким уровнем напряжения и (или) перезапускает фронтом.
В ряде случаев необходимо контролировать текущее состояние счетчика (СТ), например, когда СТ используется в качестве счетчика событий или реальных часов. Существуют два метода чтения содержимого СТ. Первый метод состоит в обычном чтении 1 — 2 байтов выбранного СТ. Для устойчивого чтения текущего состояния СТ функция счета может быть подавлена с помощью входа GATE или внешним запретом импульсов CLK. Сначала читается младший, затем старший байт. Если формат данных обмена с СТ - слово, то оба байта должны быть сосчитаны до подачи на данный СТ новой команды.
Второй метод заключается в чтении содержимого СТ «на ходу» _ без запрета его работы. Для этого в таймер должна быть послана специальная команда (Защелкивания), в которой поле выбора счетчика SC кодирует выбор СТ. Остальные разряды CW могут быть произвольными. По команде защелкивания текущее состояние выбранного СТ записывается в специальный регистр, что не мешает работе СТ. Следующая за командой операция чтения приводит регистр в исходное состояние. Операция чтения подвержена тем же ограничениям, что и в предыдущем случае.