Часть II: Микропроцессорные системы
Литература:
Основнаялитература
Амосов в.В. Схемотехника и средства проектирования цифровых устройств. – сПб: бхв-Петербург, 2007г.
2. Яковлев Л.А. , Тимченко В.И. «Вычислительная техника»: Методические указания к лабораторным работам СПбГУТ, 2006г.
Дополнительная литература
Микушин а., Сажнев а., Сединин в. Цифровые устройства и микропроцессоры. — сПб.: бхв-Петербург, 2010 г. — 832 с.
Методические указания по курсовому проектированию по дисциплинам цифровой, вычислительной и микропроцессорной техники. СПбГУТ, 1997г.
3. Цифровая и вычислительная техника. Под ред. Евреинова Э.В М.,. р\св, 1991г.
Лекция №1: Общие принципы организации и работы микропроцессорной системы
Учебные вопросы:
1. Структура (архитектура) микропроцессорной системы (МПС).
2. Структура, архитектура однокристального восьмиразрядного микропроцессора (МП) КР580ВМ80.
1-й учебный вопрос
Структура (архитектура) микропроцессорной системы (МПС)
Определение МПС: комплекс аппаратных и программных средств, которые выполняют определённый набор арифметических и логических операций, таких как: сложение, умножение, сравнение, запись, чтение и другие.
К МПС относят компьютеры, микроконтроллеры и другие цифровые устройства, которые включают программное обеспечение.
Описание операции, которую должна выполнять МПС, называется командой.
Каждая команда кодируется условным обозначением, которое называется кодом операции (КОП).
Исходные данные, которые обрабатываются в МПС, называются операндами.
Пример:
Команда на языке ассемблер MOV B, C; комментарий (B) (C)
Команда в машинном коде 01000001b - 41 h
MOV B, C – команда.
MOV – код операции в мнемонической форме.
B, C – операнды.
Совокупность операций (команд), выполняемых в данной МПС, называется системой команд. В 8-ми разрядном МП свыше сотни команд, в 32-х разрядном МП (персональный компьютер) около1000 команд.
Структура и принцип функционирования МПС
Любая МПС включает следующие устройства:
1. Центральный микропроцессор (ЦМП). Он занимается обработкой информации
Запоминающее устройство (ЗУ), которое состоит из оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и постоянно запоминающего устройства (ПЗУ). ОЗУ – энергетически зависящие устройство, т.е. хранит информацию, только пока к нему подается питание. В ПЗУ информация может храниться постоянно.
Устройства ввода, вывода. К ним относятся: клавиатура, мышка, винчестер, дисплей и т.д.
Все устройства соединены между собой шинами, а именно:
шина адреса (ША),
шина данных (ШД),
шина управления (ШУ).
В совокупности перечисленные шины образуют системную магистраль.
Принцип работы МПС состоит в выполнении заранее разработанной программы, которая определяет последовательность выполнения команд (операций).
Выполнение программы осуществляется последовательным считыванием с ЗУ команды, её дешифрированием и выполнением.
Выполнение команды осуществляется в 2 этапа:
Считывание и дешифрирование команды: ЦМП выставляет на шину адреса (ША) адрес очередной выполняемой команды. Этот адрес по ША поступает в ЗУ. Кроме того, в ЗУ по шине управления (ШУ) подается сигнал чтения содержимого ячейки памяти (ЯП). Содержимое ЯП с кодом команды (операции) по шине данных (ШД) поступает в ЦМП .
В ЦМП содержимое ЯП дешифрирования формируются сигналы для выполнения команды
По результатам дешифрирования МП осуществляется выполнение команды.
По окончании выполнения команды на ША выставляется адрес очередной команды и далее выполняется очередная команда.
2-й учебный вопрос