ситник

№14 Выполнение арифметических операций с числами в двоично-десятичном коде.

Недостатки

Требует больше памяти.

Усложнены арифметические операции. Так как в 8421-BCD используются только 10 возможных комбинаций 4-х битового поля вместо 16, существуют запрещённые комбинации битов: 1010(1010), 1011(1110), 1100(1210), 1101(1310), 1110(1410) и 1111(1510).

Поэтому, при сложении и вычитании чисел формата 8421-BCD действуют следующие правила:

При сложении двоично-десятичных чисел каждый раз, когда происходит перенос бита в старший полубайт, необходимо к полубайту, от которого произошёл перенос, добавить корректирующее значение 0110 ( = 610 = 1610 - 1010: разница количеств комбинаций полубайта и используемых значений).

При сложении двоично-десятичных чисел каждый раз, когда встречается недопустимая для полубайта комбинация, необходимо к каждой недопустимой комбинации добавить корректирующее значение 0110 с разрешением переноса в старшие полубайты.

При вычитании двоично-десятичных чисел, для каждого полубайта, получившего заём из старшего полубайта, необходимо провести коррекцию, отняв значение 0110.

Пример операции сложения двоично-десятичных чисел:

Требуется: Найти число A = D + C, где D = 3927, C = 4856

Решение: Представим числа D и C в двоично-десятичной форме:

D = 392710 = 0011 1001 0010 0111BCD

C = 485610 = 0100 1000 0101 0110BCD

Суммируем числа D и С по правилам двоичной арифметики:

0011 1001 0010 0111

+ 0100 1000 0101 0110

___________________

= 1000 0001 0111 1101 - Двоичная сумма

+ 0110 0110 – Коррекция

___________________

1000 0111 1000 0011

'*' — тетрада, из которой был перенос в старшую тетраду

'**' — тетрада с запрещённой комбинацией битов

В тетраду, помеченую символом *, добавляем шестёрку, т.к по правилам двоичной арифметики перенос унёс с coбой 16, а по правилам десятичной арифметики должен был унести 10. В тетраду, помеченую символом **, добавляем шестёрку и разрешаем распространение переноса, так как комбинация битов 1101 (что соответствует десятичному числу 13) является запрещённой.

№15 Структурная схема микропроцессорной системы.

Базовая структура микропроцессорной системы имеет вид:

Задача управления системой возлагается на центральный процессор (ЦП), который связан с памятью и системой ввода-вывода через каналы памяти и ввода-вывода соответственно. ЦП считывает из памяти команды, которые образуют программу и декодирует их. В соответствии с результатом декодирования команд он осуществляет выборку данных из памяти м портов ввода, обрабатывает их и пересылает обратно в память или порты вывода. Существует также возможность ввода-вывода данных из памяти на внешние устройства и обратно, минуя ЦП. Этот механизм называется прямым доступом к памяти (ПДП). Каждая составная часть микропроцессорной системы имеет достаточно сложную внутреннюю структуру. С точки зрения пользователя при выборе микропроцессора целесообразно располагать некоторыми обобщенными комплексными характеристиками возможностей микропроцессора. Разработчик нуждается в уяснении и понимании лишь тех компонентов микропроцессора, которые явно отражаются в программах и должны быть учтены при разработке схем и программ функционирования системы. Такие характеристики определяются понятием архитектуры микропроцессора. Архитектура микропроцессора - это его логическая организация, рассматриваемая с точки зрения пользователя; она определяет возможности микропроцессора по аппаратной и программной реализации функций, необходимых для построения микропроцессорной системы. Понятие архитектуры микропроцессора отражает: - его структуру, т.е. совокупность компонентов, составляющих микропроцессор, и связей между ними; для пользователя достаточно ограничиться регистровой моделью микропроцессора; - способы представления и форматы данных; способы обращения ко всем программно-доступным для пользователя элементам структуры ( адресация к регистрам, ячейкам постоянной и оперативной памяти, внешним устройствам); - набор операций, выполняемых микропроцессором; - характеристики управляющих слов и сигналов, вырабатываемых микропроцессором и поступающих в него извне; - реакцию на внешние сигналы ( система обработки прерываний и т.п.).

№16 Счётчики и их применение в микропроцессорных устройствах.

Счётчики – цифровые электронные устройства имеющие счётный вход, сигнал которого изменяет состояние внутренних регистров.

Счётчики предназначены для выполнения счётных операций.

Параметры счётчиков:

1. Разрядность счётчика – разрядность двоичных слов, или пульсов на входе.

2. Коэффициент передачи – число устойчивых состояний, которые может принимать данный счётчик.

3. Быстродействие счётчика – оценивается минимальными интервалами времени между соседними импульсами.

4. Вид выходного кода – по виду выходных кодов:

- двоичные

- двоично-десятичные и т.д.

Структура счётчика:

- суммирующие

- вычитающие

- реверсивные

Счетчики используются в качестве :

Делителей частоты

Измерителей динамических импульсов

№17 Буферные элементы и шинные формирователи в микропроцессорных устройствах.

Каждый логический элемент характеризуется коэффициентом разветвления по выходу (). Этот коэффициент определяет сколько входных логических элементов можно подключить к данному выходу. Для микропроцессоров (1-3) и . Буферные элементы не являются логическими - они формируют цифровые сигналы усилен по току. Используются для передачи цифровых сигналов на большие расстояния. В МП системах с помощью буферных элементов формируются шины адреса данных и управления - типичный шинный формирователь

Классическая структура связей:

Шинная структурная связь:

№18 Генераторы и мультивибраторы на базе операционных усилителей.

Кварцевый резонатор –устройство основ на куске кварца использующее пьезо-эффект. Плюсы: не зависит от температуры, влаги и т.д. Минусы: цена и сложность исполнения.

Генератор прямоугольных импульсов:

№19 Триггеры и их применение в микропроцессорных устройствах.

№20 Шифраторы и дешифраторы в микропроцессорных устройствах.

Дешифратор – цифровое электронное устройство преобразующее двоичное слово из одного вида в другое.

№21 Мультиплексоры и демультиплексоры в микропроцессорных устройствах.

№22 Параллельные и последовательные регистры в микропроцессорных устройствах.

№23 Цифровые элементы реализующие логические операции в микропроцессорных устройствах.

Элементная база цифровых устройств:

1. ТТЛ (элементы транзисторно-транзисторной логики)

2. Элементы КМОП – логики (комплекторных транзисторов со структурой метал – оксид - полупроводник)

3. Элементы ЭСЛ (Эмиттэрно – связаная логика)

4. Программируемая логическая матрица.

ТТЛ – строится на базе биполярных транзисторов.

КМОП – на базе полевых транзисторов.