5.2 Основные элементы микропроцессорных систем

Микропроцессорлық жүйенiң негiзгi элементтерi (5.4-сурет)- бұл (Цпу ) орталық процессорлық құрылым, (жад) есте сақтайтын құрал, кiрiс және шығыс интерфейстер.

Микропроцессор - арифметикалық және екiлiк мәлiметтермен логикалық операцияларының орындалуына жауапты орталық процессорлық құрылым, сонымен бiрге операциялардың барлық өлшеу жүйесiндегi орындалуын басқарады. Есте сақтайтын құралдардың екi түрi бар:

- (ТСҚ ) тұрақты есте сақтайтын құрал зауыттан жасалғанда жазылатын тұрақты мәліметтерді сақтау үшін арналған. ОПҚ ТЕҚ-нан мәліметтерді оқи алады, бірақ оған енгізе алмайды. ТЕҚ микропроцессордың операциялық жүйесін және стандартты программаларды сақтауға қолданылады.

5.4-сурет. Микропроцессорлық жүйе

- кез келген iрiктеумен есте сақтайтын құрал немесе (ОЗУ ) жедел есте сақтайтын құрал мәлiметтi уақытша сақтау үшiн қолданылады. Цпу ОЗУдан мәлiметтi тек оқи алмайды, жаңа мәлiметтерді сонда жаза да алады. Егер ОЗУлар қоректену үшiн резервтегi батарея болмаса, онда электрлік қорек көзі сөнген жағдайда мәлiметтер жоғалып кетеді.ОЗУ қолданбалы бағдарламаларды сақтайды.

Кiрiс және шығыс интерфейстер микропроцессордың сыртқы құрылымдармен келiсуi үшiн қолданылады. Бұл интерфейстерді белгiлу үшiн «кiрiс және шығыс порт» деген терминдер жиi қолданылады. Кiріс порт ЦПУ үшін екілік кодқа міндетті түрде түрлендіретін сыртқы құрылымдардан сигнал алады. Шығыс порт сыртқы құрылымға беру үшін Цпуден екiлiк мәлiметтерді алады.

Микропроцессорлық жүйенің негізгі элементтері шинаның көмегімен байланысады (5.5-сурет). Шина — платада жолдар жүргізетін немесе сандық сигналдар жіберілетін сымдар тобы.

Микропроцессорда үш негізгі шина бар. Мәліметтер шинасы микропроцессор мен жүйенің басқа элементтері арасындағы мәліметтерді беру үшін қолданылады. Мекен-жайлық шина мәліметтерді табуға немесе сақтауға болатын жады облысының мекен-жайын беру үшін арналған. Басқару шинасы микропроцессордан жүйенің басқа элементтеріне басқару сигналдарын беру үшін арналған.

5.5-сурет. Микропроцессор архитектурасы

Мәліметтерді шинамен беру параллель жіберу деп аталады. Мәліметтерді тізбектей жібергенде әр бит кезектесіп жалғыз сым арқылы беріледі. Ал параллель беруде, мысалы, қандай да бір кіріс сигналды білдіретін 0101 1011 екілік санды беру кезінде шинамен барлық сегіз разряд бір уақытта беріледі, және әр разряд өзінің жеке сымымен жүреді. Мәліметтер микропроцессорге түсе алатын кіріс сызықтар санымен мәліметтер шинасының разрядтылығы анықталады. Микропроцессорлер өз кезегінде өзінің ақпараттық каналының разряды бойынша бөлінеді, мысалы, сегізразрядты процессор бар. «Сөз» термині ақпарат бірлігін көрсететін разрядтар жиынтығын белгілеу үшін қолдаыналды. Сөз ұзындығы 4, 8, 16, 32 немесе 64 разрядты болуы мүмкін. Сөз ұзындығы қарапайым ақпарат бірлігінің санын – осы сөзбен берілетін екілік санды анықтайды. Мысалы, 4 разрядты сөз ұзындығында 2⁴ = 16-ке тең сандардың санын анықтауға болады; 8 разрядты сөз ұзындығында — 2⁸ = 256-ға тең сандар саны , ал 16 разрядты сөз ұзындығында - 2¹⁶ = 65536. жұмыс температуралық диапазоны 0...120⁰С температура датчигі бар деп алайық және 0.5°С дәлдікпен өлшеу жүргізу қажет. Ол үшін көрсетілген өлшеу аралығын 240 бөлікке бөлу қажет. Көрініп тұрғандай, кіріс сигналдың 240түрлі мәндерін көрсету үшін микропроцессор дәл сондай екілік сандарды беру мүмкіндігі болуы қажет. Сонымен, бұл жағдайда микропроцессор ең кемі сегізразрядты болуы мүмкін (2⁸ = 256 > 240).