- •Раздел 1. Архитектура микропроцессоров 22 ч., 6 ч., пз.
- •Тема 1.1 История развития и классификация микропроцессоров.
- •1.1.1 Основные определения
- •1.1.2 История развития микропроцессоров
- •1.1.3 Принципы построения процессорных эвм
- •1.1.4 Классификация мп
- •По назначению.
- •Тема 1.2 Структура микропроцессора (6 час). (можно 4 час)
- •Устройство управления уу (Кузин , Жаворонков с. 100-102-106)
- •Тема 1.3 Поколения микропроцессоров (Корнеев, Киселёв, с. 114-118)
- •Тема 1.4 Система команд микропроцессора
- •Тема 1.2 Структура микропроцессора Альбом л. 31; (1) с. 151-166;
- •1.2.1 Структура и назначение устройств эвм (Калабеков с. 193-196)
- •Функционирование процессора (микропроцессора) (Калабеков, с.200-202)
- •Внутренняя структура микропроцессора (Калабеков с. 235)
- •1.2.4 Функциональное обозначение и технические данные мп кр580 вм80а
- •Тема 1.4 Система команд микропроцессора
- •1.4.1 Формат команд и данных (Калабеков с. 238)
- •1.4.2 Способы адресации
- •1.4.3 Система команд микропроцессора
- •Тема 1.3 Поколения микропроцессоров
- •1.3.1 История развития вычислительной техники
- •1.3.2 Классификация компьютеров
- •1.3.3 Основные характеристики микропроцессоров
- •1.3.4 Классификация микропроцессоров
- •1.3.5 Микропроцессорные комплекты
- •1.3.6 Направления и этапы развития мп
- •Практическая работа № 1
- •Пр № 2,3 Программирование циклических и разветвлённых процессов
- •1. Апгоритм перемножения двоичных чисел без знака
- •3. Кодирование команд на языке ассемблера
- •4. Программирование с использованием регистра признаков
- •Тема 1.4 Режимы работы микропроцессоров
- •1.4.1 Состав и назначение узлов микропроцессорной системы
- •1.4.2 Функционирование микропроцессорной системы
- •1.4.3 Пример выполнения микропрограммы
- •1.4.4 Информация о состоянии процессора
- •1.4.5 Режимы работы микропроцессора
- •1.4.6 Система прерываний (Угрюмов, с. 270)
- •Раздел 2 Принципы функционирования микропроцессоров
- •Тема 2.1 Память как функциональны узел микропроцессорной системы мпс
- •2.1.1 Назначение, параметры и классификация запоминающих устройств зу
- •2.1.2 Статические оперативные запоминающие устройства созу (Угрюмов, с. 221)
- •2.1.3 Динамические оперативные запоминающие устройства дозу
- •2.1.4 Масочные постоянные запоминающие устройства пзу (м)
- •2.1.5 Однократно программируемые ппзу (prom)
- •2.1.6 Репрограммируемые (мнгократнопрограммируемые) рпзу с электрическим стиранием (эсппзу)
- •Тема 2.2 Принципы доступа мп к адресному пространству
- •2.2.1 Память с адресным доступом
- •2.2.2 Память с последовательным доступом
- •2.2.4 Организация кэш-памяти
- •Тема 2.3 Принципы формирования адресного пространства
- •2.3.1 Разбиение адресного пространства на блоки озу, пзу, увв, внешних зу.
- •2.3.2 Сигналы управления памятью и внешними устройствами
- •2.3.3 Входные и выходные сигналы микросхем памяти
- •2.3.4 Абсолютная и неабсолютная адресация модулей памяти
- •Практическая работа 4
- •Практическая работа №5
- •2.3.5 Виртуальная память
- •2.3.4 Расслоение памяти
- •Тема 2.4 Память как функциональный узел (2 часа)
- •2.4. 2 Накопители на жёстких магнитных дисках нжмд
- •2.4.3 Характеристики накопителей на жёстких дисках
- •2.4.4 Технологии чтения-записи
- •2.4.5 Лазерные диски cd
- •2.4.6 Лазерные диски dvd
- •2.4.7 Магнитооптические технологии
- •Раздел 4 Микропроцессорные системы
- •Тема 4.1 Организация функционирования систем
- •4.1.1 Назначение и классификация интерфейсов, сигналы взаимодействия
- •Шинные формирователи
- •Буферные регистры
- •Параллельный периферийный адаптер ппа
- •Программируемый последовательный интерфейс кр580вв51а
- •Тема 4.2 Система прерываний (Угрюмов, с. 270)
- •4.2.1 Назначение и принципы организация прерываний
- •4.2.2 Средства обслуживания прерываний микропроцессора к1821вм85
- •4.2.3 Сигналы блока управления прерываниями и ввода/вывода
- •4.2.4 Контроллеры прерываний
- •4.2.5 Функционирование мп при обслуживании прерываний
- •Тема 4.3 Прямой доступ к памяти
- •Раздел 3. Микроконтроллеры
- •Тема 3.1. Назначение и принцип работы микроконтроллеров
- •3.1.1 Общие сведения о микроконтроллерах
- •3.1.2 Микроконтроллеры 8051 (к1816ве51 и к1830ве51)
- •3.1.3 Структурные схемы и назначение выводов мк 8051 (к1816ве51 и к1830ве51)
- •Программирование микроконтроллеров мк 8051 ( к1816ве51 и к1830ве51)
- •Тема 3.2 Микроконтроллеры серии avr фирмы Atmel.
- •3.2.1 Общая характеристика микроконтроллеров avr
- •3.2.2 Состав и организация микроконтроллеров avr
- •3.2.3 Система команд микроконтроллера avr фирмы Atmel
- •Тема 3.3 Принципы программирования микроконтроллеров на языке Ассемблера
- •3.3.1 Состав и форма записи программы
- •3.3.2 Директивы
- •3.3.3 Операторы
- •3.3.4 Простейшая задача
- •3.3.5 Описание программы
- •Практическая работа 7
- •Описание программы
- •3.3.6 Трансляция и отладка программы микроконтроллеров avr (Белов, с. 303)
- •3.3.7 Программа управления программатором мк avr
- •3.3.8 Программатор микроконтроллеров avr (Белов, с. 323)
- •3.3.9 Модуль программатора basic stamp 2 (вs-2)
- •Микропроцессорный контроллер мпк радиостанции рс-46м Назначение радиостанции рс-46м
- •Функционирование микропроцессорного контроллера.
- •Распределение адресного пространства мпк радиостанции рс-46м
- •Устройство приёмник-генератор сигналов пгс
- •Структурная схема устройства пгс
- •Плата ввода-вывода сигналов ввс
- •Плата приёмника-генератора сигналов пгс
1.4.4 Информация о состоянии процессора
Для функционирования МП необходимы сигналы управления (WR запись, DBIN – чтение, INT – запрос прерывания, INTE – разрешение прерывания, HOLD – запрос прямого доступа к памяти ПДП, HLDA – разрешение ПДП, RESET – сброс, READY – готовность, WAIT – ожидание. Но также МПС в каждом машинном цикле должна получать информацию о состоянии МП.
Сигналы состояния процессора содержат информацию о его функционировании и могут быть использованы в качестве сигналов управления МПС. Сигналы состояния выдаются регистром признаков (регистром флагов) и управляющим устройством УУ.
Регистр признаков содержит пять триггеров признаков: переноса, нуля, знака, вспомогательного переноса, чётности и выдаёт одноразрядных сигналов.
УУ выдаёт десять одноразрядных сигналов состояния: выборка первого байта команды, чтение из памяти, запись в память, чтение стека, запись в стек, ввод из УВВ, вывод из УВВ, подтверждение прерывания, подтверждение останова, подтверждение прерывания при останове. Сигналы состояния выдаются в течение времени действия строба состояния.
1.4.5 Режимы работы микропроцессора
Различают: запуск МП, состояние захвата, состояние прерывания, состояние останова.
Запуск микропроцессора. После подачи питающих напряжений и тактовых импульсов Ф1 и Ф2 (см. рисунок 1.5) на вход Сброс подаётся «1». При этом обнуляются регистр команд, счётчик команд, триггеры разрешения прерывания, подтверждения захвата и ожидания. По окончании сигнала Сброс МП начинает работать с такта Т1 цикла М1, счётчик команд выдаёт на шину адреса нулевое значение адреса.
В состоянии захвата МП, закончив выполнение текущего цикла, переводит буферы ШД в третье состояние. МП отключается от внешних шин, предоставляя их внешнему устройству (внешней памяти), и останавливает работу. Осуществляется ПДП.
Состояние прерывания. В это состояние МП переходит по запросам ВУ (ПУ). Теку-щая программа прерывается, МП выполняет прерывающую программу по команде RST (рестарт). Содержимое счётчика команд запоминается в стеке, а в счётчик записывает-ется адрес первой команды прерывающей программы. После окончания её выполнения МП возвращается к основной программе по команде RET (возврат из подпрограммы). Из стека выбирается адрес команды основной программ, перед которой произошло пре-рывание, и передаётся в регистр адреса, а содержимое РС увеличивается на единицу.
В состояние останова МП переходит по команде HLT (останов). По этой команде прекращается выполнение программы, буферы шины данных шины адреса переходят в третье состояние, МП отключается от внешних шин и выдаётся сигнал Ожидание.
29
1.4.6 Система прерываний (Угрюмов, с. 270)
При событиях, требующих немедленной реакции МПС, выполняемая программа прерывается и МПС переходит на обслуживание источника запроса на прерывание. Причинами запросов на прерывания могут быть: сбои в работе МПС, заявки на об-служивание от внешних устройств, неисправность источников питания, аварии на управляемых объектах. Прерывания по запросам от медленно действующих внешних устройств ВУ увеличивают производительность МПС, позволяя ВУ занимать время процессора только при их готовности к обмену.
Когда ВУ нуждается в обслуживании, оно выдаёт сигнал запроса, по которому МП система завершает выполнение текущей программы, запоминает своё состояние перед прерыванием, выполняет программу обслуживания прерывания и затем возвращается к выполнению прерванной программы.
МП КР580ВМ80 имеет один вход прерывания INT. Ответом на запрос МП являет-ся сигнал INTE, разрешения прерывания.
МП К1821ВМ85 имеет 5 входов (TRAP; RST 5,5; RST 6,5; RST 7,5; INTR) и один выход управления прерыванием – INTA. Прерывание вводит в действие команду CALL, по которой состояние программного счётчика РС передаётся в стек, а в РС загружается адрес команды, подлежащей выполнению. Если прерывания разрешены, то МП выполняет их. При организации прерывания решаются задачи приоритета, когда поступает несколько запросов, и маскирования.
Маскирование состоит в запрещении действия какого-либо входа.
Вход TRAP имеет наивысший приоритет и не маскируется, то есть не может быть запрещён. На этот вход подаются наиболее важные сигналы, требующие немедлен-ных мер. При наличии запроса на входе TRAP МП обязательно переходит на выпол-нение прерывающей программы, начальный адрес которой размещён в ячейке 24Н.
Прерывания по входам RST 5,5, RST 6,5, RST 7,5 – маскируемые. (RST происхо-дит от слова Restart). Прерывания по этим входам разрешаются по команде ЕI и за-прещаются по команде DI. Приоритет входов уменьшается по мере уменьшения чис-ла в их обозначении, а начальные адреса программ обслуживания по этим запросам равны, соответственно, 002СН, 0034Н и 003СН. Информация для этих прерываний определяется автоматически, её не требуется передавать из внешних устройств.
К входу INTR подключен контроллер прерываний - блок, который воспринимает запросы от нескольких внешних устройств, решает задачу приоритетности и мас-кирования, вырабатывает единственный сигнал и пересылает соответствующую ин-формацию от ВУ в МП.
Стековая (магазинная) память предназначена для обслуживания прерываний.
В блоке регистров МП имеются 16-разрядные регистры РС (программный счётчик) и SP (указатель стека). Программный счётчик может обращаться в любую из 64К ячеек адресного пространства. При сбросе по запросу на прерывание РС принимает нулевое состояние, которое является начальным адресом исполняемой программы. После перехода к обслуживанию прерывания выборка очередного байта из памяти осуществляется по указателю стека SP.
30