2

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Севастопольский национальный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

по дисциплине "Компьютерная схемотехника

и архитектура компьютеров"

Часть 2 "Архитектура компьютеров"

Для студентов, обучающихся по направлению 6.050101

"Компьютерные науки"

по учебному плану подготовки бакалавров

дневной и заочной форм обучения

Севастополь

2013

УДК 004.732

Методические указания к практическим занятиям по дисциплине "Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров", часть 2 "Проектирование микропроцессорных модулей информационно-управляющих систем" / Сост. В.С.Чернега — Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2013 — 23 с.

Методические указания предназначены для проведения практических занятий по курсовому проектированию по дисциплине “Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров”, и имеют своей целью обучить студентов и привить практические навыки проектирования типовых микропроцессорных модулей, применяемых в информационно-управляющих системах.

Методические указания рассмотрены и утверждены на методическом

семинаре и заседании кафедры информационных систем

(протокол № 6 от 16 января 2013 г)

Допущено учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.

Рецензент: Кротов К.В., канд. техн. наук, доцент кафедры ИС

Содержание

.

		Стр.
	Введение	4
1.	Практическое занятие 1."Структурная схема микропроцессорного модуля и блок центрального процессора"	5
2.	Практическое занятие 2. "Оперативные запоминающие устройства статического и динамического типов"	9
3.	Практическое занятие 3."Подключение устройств ввода/вывода данных"	15
4.	Практическое занятие 4."Режимы прерывания и прямого доступа к памяти"	20
5.	Практическое занятие 5."Алгоритм функционирования микропроцессорного модуля"
6.	Практическое занятие 6." Драйверы устройств ввода/вывода"
7.	Практическое занятие 7." Анализ микропроцессорных устройств с помощью временных диаграмм"
8.	Практическое занятие 8." Программирование процедур контроля и управления микро-ЭВМ "

Введение

Современные информационно-управляющие системы предназначены для сбора, обработки и выдачи информации и строятся на основе одного или группы компьютеров, либо содержат встроенные микропроцессорные модули, осуществляющих локальную обработку информации и выдачу управляющих воздействий. Компьютеры и микропроцессорные модули (МП-модули) имеют подобную структурную схему, в состав которой входит центральный процессор, постоянное (ПЗУ) и оперативное (ОЗУ) запоминающие устройства, порты ввода/вывода данных, а также ряд вспомогательных функциональных блоков (контроллеров).

Большинство вспомогательных функциональных узлов в современном компьютере интегрированы в одну или несколько сверхбольших интегральных схем (СБИС). Поэтому для более глубокого понимания физики и логики их функционирования, освоения программирования их на языке ассемблера, представляется более целесообразным проектирование в рамках курсового проекта микропроцессорных систем на основе функциональных узлов, выполненных в виде отдельной большой интегральной схемы (БИС), которая требует индивидуальной инициализации и настройки на конкретные режимы работы в составе проектируемого МП-модуля.

Курсовой проект предусматривает реализацию МП-модулей на базе 8- или 16-разрядного микропроцессоров. Не смотря на кажущуюся их архаичность 8-разрядный процессор входит в качестве ядра практически во все типы программируемых микроконтроллеров, а 16-разрядный процессор является прототипом современных процессоров.

В процессе выполнения курсового проекта студенты должны осуществить:

1. разработку структурной схемы микропроцессорного модуля;

2. распределение адресного пространства памяти и внешних устройств;

3. выбор элементной базы;

4. разработку электрической принципиальной схемы модуля;

5. разработку программных процедур управление модулем;

6. разработку драйверов устройств ввода/вывода данных;

7. анализ работоспособности модуля с помощью временных диаграмм.

Основной целью практических занятий по тематике курсового проектирования является углубление теоретических знаний принципов и способов построения и программирования микропроцессорных систем, обучить студентов и привить практические навыки проектирования аппаратной и программных составляющих типовых микропроцессорных модулей, применяемых в информационно-управляющих системах.

Практическое занятие 1