1. Общие сведения о микропроцессорах. Основные понятия.

При создании автоматизированных системы различного назначения в качестве их основы широко используются два класса средств цифровой техники:

а) устройства с жесткой структурой, выполненные на базе цифровых логических схем;

б) электронные вычислительные машины (ЭВМ).

Устройства с жесткой структурой обычно содержат большое число интегральных схем (ИС) малой и средней степени интеграции. Эти схемы устанавливаются на платах, а их выводы соединяются в соответствии с реализуемыми функциями. Любое изменение функций требует изменения схемы (т. е. перепайки соединений, замены ИС), конструкции, проверочных тестов.

Системы на основе ЭВМ могут легко перестраиваться с реализации одной функции на другую, для этого достаточно составить и занести в память новую программу. При использовании серийных ЭВМ это значительно сокращает сроки проектирования, изготовления и настройки системы.

Процессор - центральное устройство (или комплекс устройств) ЭВМ или вычислительной системы, которое выполняет арифметические и логические операции, управляет вычислительным процессом и координирует работу периферийных устройств системы.

Микропроцессор - это обрабатывающее и управляющее устройство, выполненное с использованием технологии БИС (часто на одном кристалле) и обладающее способностью выполнять под программным управлением обработку информации, включая ввод и вывод информации, арифметические и логические операции и принятие решений.

Микропроцессорная БИС - интегральная микросхема, выполняющая функцию МП или его части (БИС с процессорной организацией, разработанная для построения микропроцессорных систем).

Микропроцессорный комплект - (МПК), совокупность микропроцессорных и других интегральных микросхем, совместимых по конструктивно-технологическому исполнению и предназначенных для совместного применения при построении МП, микро-ЭВМ и других средств вычислительной техники.

Контроллер - это устройство управления с небольшими вычислительными ресурсами, обедненной периферией и упрощенной системой команд ориентированная не на производство вычислений, а на выполнение процедур логического управления различным оборудованием. Контроллеры часто применяют в качествевстраиваемых в различные станки, машины, технологические процессы.

Микроконтроллер - это микропроцессорное устройство ориентированное не на производство вычислений, а на реализацию заданной функции управления.

Микропроцессорная система - специализированная информационная или управляющая система, построенная на основе микропроцессорных средств, т. е. набора микропроцессорных схем.

2. Последовательный обмен. Принципы обмена.

Передача данных (обмен данными, цифровая передача, цифровая связь) — физический перенос данных(цифрового битового потока) в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу передачи данных, как правило, для последующей обработки средствами вычислительной техники. 

До начала передачи информации на линии связи сохраняется уровень логической «1». Перед началом передачи каждого слова данных располагается стартовый бит «0». Затем следует посылка битов данных, начиная с младшего бита. Данные могут сопровождаться контрольным битом, соответствующим четности/нечетности в передаваемом коде. Завершается посылка стоповыми битами, всегда имеющими значение «1». Интервалы времени между передаваемыми кадрами могут быть любыми. Приемник следит за уровнем сигнала в линии связи и фиксирует переход от «1» к «0» как новый стартовый бит и начало передачи. Следовательно, введение стартовых и стоповых разрядов в кодовую посылку позволяет осуществить синхронизацию приемника и передатчика и правильно интерпретировать сигналы данных.

Устройство, преобразующее данные из параллельной формы в последовательную и обратно, называют универсальным синхронно-асинхронным приемопередатчиком (УСАПП). Такие устройства реализуют в виде БИС с программируемым режимами работы. УСАПП используют для реализации протокола передачи данных RS232.

  Большинство универсальных асинхронных приемопередатчиков (УАПП) осуществляют формирование и проверку бита четности. При данном виде проверки контрольному разряду придается значение логического «0» или «1» так, чтобы в передаваемом слове данных было четные количество единиц. Если применяется проверка на нечетность, то значение контрольного бита должно быть таким, чтобы общее количество единиц в слове было нечетным. Проверкой на четность удается выявить 50% возможных ошибок. Очевидно, будет обнаруживаться только нечетное число ошибочных битов. Если ошибка возникает сразу в двух битах, то обнаружить ее контролем на четность не удается. На рисунке 8 показано, как при последовательной передаче данных вследствие шумов может возникнуть ошибка, которую можно выявить контролем на четность. Шумы изменили 4 бит таким образом, что вместо «1» он принял значение «0». Сообщение, при передаче которого произошло такое искажение, будет содержать ошибку.