- •1. История эвм и основные определения
- •1.1 История создания эвм
- •1.2 Принципы фон Неймана
- •1.3 Особенности современных компьютеров
- •1.4 Развитие программного обеспечения
- •1.5 История пэвм
- •1.6 Появление ibm pc
- •1.7 Принцип открытой архитектуры
- •1.8 Развитие компьютеров ibm pc
- •2. Основы цифровой электроники
- •2.1. Числа, используемые в цифровой электронике. Двоичная система счисления
- •2.1.1. Перевод чисел из десятичной системы счисления в двоичную и обратно
- •2.1.2. Двоичная арифметика
- •2.1.3. Представление отрицательных чисел в двоичной системе счисления
- •2.1.4. Представление чисел c плавающей точкой в двоичной системе счисления
- •2.2 Другие системы счисления, используемые в микропроцессорной технике
- •2.2.1 Шестнадцатеричная система счисления
- •2.2.2 Двоично-десятичная система счисления
- •2.3. Базовые логические элементы
- •2.3.1. Формы описания логических элементов
- •2.3.2. Универсальный характер логического элемента и-не.
- •2.3.3. Логические элементы с числом входов больше двух
- •2.3.4. Интегральные схемы
- •2.3.5. Конструирование схемы по таблице истинности.
- •2.4. Классификация цифровых схем
- •2.5. Комбинационные схемы
- •2.5.1. Мультиплексор
- •2.5.2. Демультиплексор
- •2.5.3 Дешифратор
- •2.5.4 Дешифратор двоичного кода в сигнал семисегментного индикатора
- •2.6. Последовательные схемы
- •2.6.1 Асинхронный rs – триггер
- •2.6.2 Синхронный d-триггер
- •2.7 Двоичные счетчики
- •2.8 Регистры
- •2.9 Арифметические устройства.
- •2.9.1 Устройства сложения
- •2.9.1.1 Полусумматор
- •2.9.1.2 Полный сумматор
- •2.9.1.3. Многоразрядный сумматор
- •2.9.2 Устройства выполняющие операцию вычитания
- •2.9.2.1.Полувычитатель
- •2.9.2.2. Полный вычитатель
- •2.9.2.3. Многоразрядный вычитатель
- •2.9.3 Умножители
- •2.9.3.1. Многотактный умножитель сложения и сдвига
- •2.9.3.2 Матричный умножитель
- •3 Программируемые логические интегральные схемы (плис)
- •3.1 Классификация сбис пл
- •3.2 Язык описания аппаратуры ahdl
- •If high then
- •Io: bidir
- •Variable
- •Variable
- •If load then
- •4 Микропроцессорная техника
- •4.1 Общая структура микроЭвм.
- •4.2 Микропроцессорный комплект бис кр580 или intel8080.
- •4.3 Архитектура микропроцессора кр580ик80 (i8080)
- •4.3.1 Состав бис
- •4.3.2 Описание выводов микросхемы
- •4.3.3 Команды микропроцессора кр580ик80
- •4.3.3.1 Группа команд пересылки
- •4.3.3.2 Группа арифметических команд
- •4.3.3.3 Группа логических команд
- •4.3.3.3 Группа команд передачи управления
- •4.3.3.4. Группа команд работы со стеком, ввода-вывода и управления регистрами процессора;
- •4.4 Программируемый контроллер прерывания (пкп) кр580вн59
- •4.5 Архитектура программируемого таймера кр580ви53
- •4.6 Архитектура бис программируемого адаптера параллельного интерфейса кр580вв55.
- •4.7 Программируемый контроллер режима прямого доступа к памяти кр580 вт57.
- •4.8 Программируемый контроллер последовательного интерфейса кр580вв51
- •5. Сопряжение цифровых и аналоговых устройств.
- •5.1 Цифроаналоговые преобразователи
- •5.1.1.1 Цап с широтно-импульсной модуляцией
- •5.1.1.2 Последовательный цап на переключаемых конденсаторах
- •5.1.2 Параллельные цап
- •5.1.2.1 Цап с суммированием весовых токов
- •5.1.2.2 Параллельный цап на переключаемых конденсаторах (цап с суммированием зарядов)
- •5.1.2.3 Цап с суммированием напряжений
- •5.1.3 Параметры цап
- •5.1.3.1 Статические параметры
- •5.1.3.2 Динамические параметры
- •5.1.3.3 Шумы цап
- •5.2. Аналого цифровые преобразователи
- •5.2.1 Параллельные ацп
- •5.2.2 Последовательные ацп
- •5.2.2.1 Ацп последовательного счета
- •5.2.2.2 Ацп последовательного приближения
- •5.2.2.3 Интегрирующие ацп
- •5.2.2.3.1 Ацп многотактного интегрирования
- •5.2.2.3.2 Сигма-дельта ацп
- •5.2.2.3.3 Преобразователи напряжение-частота
- •5.2.3 Последовательно-параллельные ацп
- •5.2.3.1 Многоступенчатые ацп
- •5.2.3.2 Многотактные последовательно-параллельные ацп
- •5.2.3.3 Конвеерные ацп
- •5.2.4 Параметры ацп
- •6. Интерфейсы, применяемые в микропроцессорных системах и микроконтроллерах.
- •6.3 IrDa (http://www.Gaw.Ru)
- •6.4 Ieee 1284 (Centronics, ecp, epp)
- •Interfaces.By.Ru
- •6.9 1Wire
- •6.10. Jtag
- •6.11 Механизмы кодирования передаваемых в последовательном коде данных
Io: bidir
}
BEGIN
IO = TRI (DFF (IO, CLK,,), OE)
END.
Двунаправленный сигнал IO запускается примитивом TRI, используется в качестве входа для D-триггера. Запятые в конце списка параметров определяют места для сигналов триггера SET и RESET. По умолчанию они установлены в неактивный уровень.
Последовательная логика.
Логическая схема называется последовательной, если выходы в заданный момент времени являются функцией входов не только в этот момент времени, но и вовремя предыдущего момента времени. Основными последовательностными элементами являются регистры и триггеры. Для описания триггеров используются примитивы Dff D-триггер, DFFE, D-триггер с выходом разрешения работы, TFF, JKFF и т.д.
Объявление регистров на языке AHDL.
Рассмотрим пример, в котором регистр из 8 бит фиксирует значения на выходах данных D по фронту синхроимпулься при условии, что на вход разрешение работы LOAD подана единица.
SUBDESIGN r8
{ CLK, LOAD, d [7..0]: INPUT
Q [7..0]: OUTPUT}
Variable
ff [7..0]: DFFE
BEGIN
ff [] CLK = CLK;
ff [] ENA = LOAD;
ff[] d = d[]
q [] = ff [Q]
END.
Создание счетчиков.
Счетчиками называются последовательностные логические схемы для счета тактовых импульсов. В некоторых счетчиках реализуется вычитание, в некоторых – сложение. В счетчики можно загружать данные, а также обнулить их. Рассмотрим пример, реализующий шестнадцатиразрядный вычитающий загружаемый счетчик с выходом сброса.
SUBDESIGN Schet
{ CLK, LOAD, CLR, d [15..0] ENA: INPUT;
q [15..0]: OUTPUT}
Variable
COUNT [15..0]: OFF;
BEGIN
COUNT f [ ]: CLK = CLK;
COUNT [ ] CLRN = CLR;
If load then
COUNT [ ] = d[ ];
ELSIF ENA THEN
COUNT [ ] d = COUNT [ ] q-1;
ELSE
COUNT [ ] d = COUNT [ ] q;
END IF
q [ ] = COUNT [ ];
END
Назначение входов счетчика:
CLK – вход счетных импульсов.
LOAD – вход параллельной загрузки начального значения импульса.
ENA – вход разрешения счета.
CLR – вход сброса. При подаче 1 все триггеры асинхронно сбрасываются.
4 Микропроцессорная техника
Современная элементная база - сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), характеризуется большим числом транзисторов на кристалле и относительно малым числом выводов у корпуса. Поэтому БИС адекватны построению логически законченных устройств.
Различные выполняемые функции и сферы применения обусловили специализацию СБИС. Достаточно условно их можно разделить на следующие классы:
СБИС с аппаратной реализацией алгоритмов обработки данных: микропроцессоры универсальные и сигнальные, а также микрокон- троллеры, включая интерфейсные схемы для образования мульти процессорных систем;
2. Микросхемы памяти: статические и динамические;
3. Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС).
4.1 Общая структура микроЭвм.
МикроЭВМ состоит из:
1. ЦП - центральный процессор или микропроцессор. Микропроцессор-это функционально законченное программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управления им, построенной на одной или нескольких БИС.
Микроконтроллер выполняет, в основном, функции логического анализа и управления.
2. ОЗУ - оперативно запоминающее устройство (состоит из регистров и мультиплексоров и предназначено для временного хранения программ и данных).
3. ПЗУ - постоянно запоминающее устройство (Служит для хранения программ BIOS).
4. КПУ - контроллеры периферийных устройств (например, USB, контроллер жесткого диска и др.).
Рисунок ___ Общая структура микроЭВМ.
Все устройства соединены между собой с помощью трех шин: шина адреса ША (АВ), шина данных ШД (DB), шина управления ШУ (СВ).
ША - это многоразрядная шина, управляемая микропроцессором. Каждое внешнее устройство и ячейка памяти имеет свой адрес.
ШД - многоразрядная двунаправленная шина, предназначенная для передачи команд и данных (принстонская архитектура).
ШУ - многоразрядная шина, предназначенная для синхронизации работы микропроцессора и внешних устройств.
Совокупность микропроцессорных и других БИС (ЗУ обмена информацией, устройства прерывания, управления и.т.д.) совместимых по конструктивно-технологическому исполнению и предназначенных для совместного применения при построении микропроцессоров, контроллеров, называют микропроцессорным комплектом (МПК).