Лекция 15. Общие сведения о микропроцессорах (мп) и микропроцессорных системах (мпс).

Основной частью любого управляющего устройства с программируемой логикой (микропроцессорной системы управления - МПС), как уже было сказано ранее, является микропроцессор (МП) – универсальное устройство, содержащее массу различных цифровых устройств и способное выполнять большое количество различных операций. В настоящее время наибольшее распространение получили микропроцессоры, реализуемые в виде одной БИС или СБИС (так называемые однокристальные МП). Рассмотрим организацию МПС с помощью однокристального МП:

1. Главной, основной частью любой МПС, естественно, является сам микропроцессор (МП). Именно микропроцессор формирует сигналы управления работой аппаратуры в результате обработки поступающих данных из каналов связи, от клавиатуры, дисплеев, внешних ЗУ и т.д..

2. Оперативная память (ОП), где хранятся программы управления работой аппаратуры и различные данные (исходные данные, промежуточные и конечные результаты обработки данных в микропроцессоре).

П р и м е ч а н и е : Во многих МПС наряду с оперативной может использоваться и постоянная память (ПЗУ), где хранятся некоторые неизменные программы и данные.

3. Внешние (ВУ) или периферийные (ПУ) устройства. К ним, в первую очередь, относится аппаратура, для управления которой и предназначен данный микропроцессор. Кроме этого, внешними устройствами являются клавиатура, дисплеи, внешние ЗУ с блоками записи и считывания информации, аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи сигналов, принтеры, сканеры, графопостроители и т.д. Внешними (периферийными) эти устройства являются по отношению к микропроцессору!

4. Интерфейсы ввода и вывода информации. Устройства, позволяющие периферийным устройствам взаимодействовать с микропроцессором, называются интерфейсами. Для стандартного подключения к МП некоторых ПУ служит внутренний интерфейс микропроцессора, в состав которого входят буфер адреса (БА) и шина адреса (ША), буфер данных (БД) и шина данных (ШД), а также шина управления (ШУ). Отдельные ПУ подключаются к интерфейсу через порты ввода-вывода информации (они представляют собой буферные регистры с логикой управления), каждому из которых присваивается свой номер (адрес). Для подключения к микропроцессору сложных ПУ (в первую очередь аппаратуры, для управления которой данный МП и предназначен) используются специальные микросхемы интерфейсов, которые можно перепрограммировать при изменении выполняемых ими функций (при подключении к МП других ПУ).

5. Программируемые таймеры и генераторы тактовых импульсов, формирующие временные задержки и последовательности импульсов для синхронизации работы отдельных узлов МПС.

6. Микроконтроллеры, управляющие работой отдельных узлов МПС (контроллеры управления дисплеем и клавиатурой, управления прямым доступом к памяти, управления выводом информации на экран электронно-лучевой трубки из памяти МПС, системные контроллеры и контроллер прерываний, и т.д.).

7. Буферные регистры и шинные формирователи.

Работа микропроцессорной системы в первом приближении достаточно проста для понимания: получение данных от различных ПУ, их обработка в микропроцессоре, выдача результатов обработки в виде сигналов управления на периферийные устройства.

В третьей группе маркировки российских микросхем МПС стоят следующие буквы:

ВМ – микропроцессоры;

ВВ – интерфейсы;

ВГ – микроконтроллеры;

ВИ – таймеры и другие времязадающие устройства;

ВТ – микроконтроллеры управления памятью;

ВК – системные микроконтроллеры;

ВА – шинные формирователи;

ВН – микроконтроллеры прерываний.