- •Основы микропроцессорной техники
- •В.И. Енин
- •В.И. Енин
- •Введение
- •После изучения дисциплины необходимо знать
- •После изучения дисциплины необходимо уметь
- •В.1. Роль и место курса “Микропроцессорная техника” в учебном процессе
- •1. Микропрограммные автоматы
- •После изучения главы необходимо знать
- •1.1. Автомат без памяти
- •1.2. Микропрограммный автомат
- •1.2.1. Автомат с памятью
- •1.2.2. Микропрограммный автомат в системе управления
- •1.2.3. Структурный автомат
- •1.3. Схемная реализация микропрограммных автоматов
- •2. МикропрограмМируемые контроллеры и микропроцессоры
- •После изучения главы необходимо знать
- •2.1. Блок микропрограммного управления
- •2.2. Блок обработки цифровых данных.
- •3. Принципы организации эвм
- •После изучения главы необходимо знать
- •3.1. Выполнение команд в эвм
- •Система команд и методы адресации
- •Подпрограммы
- •3.2. Общие принципы организации ввода-вывода
- •3.2.1. Программный режим ввода-вывода
- •3.2.2. Обмен информацией в режиме прерывания программы
- •3.2.3. Прямой доступ к памяти
- •3.2.4. Подключение внешних устройств
- •4. Архитектура однокристального микропроцессора
- •После изучения главы необходимо знать
- •4.1. Архитектура микропроцессора к580ик80а
- •4.1.1. Формат команд микропроцессора к580ик80а
- •4.1.2. Методы адресации микропроцессора к580ик80а
- •4.1.3. Команды безусловной и условной передач управления
- •4.1.4. Примеры команд процессора к580ик80а
- •4.2. Организация обмена в однокристальных микроЭвм
- •4.2.1. Функционирование микропроцессора
- •4.2.2. Подключение озу и регистров внешних устройств
- •5. Системы счисления и арифметические операции над числами
- •После изучения главы необходимо знать
- •5.1. Системы счисления для представления чисел в эвм
- •5.2. Представление в эвм целых двоичных чисел без знака
- •5.3. Представление в эвм целых чисел со знаком
- •5.3.1. Представление чисел со знаком в прямом коде
- •5.3.2. Представление чисел со знаком в дополнительном коде
- •5.3.3. Особенности выполнения сложения двоичных чисел без знака и со знаком
- •1. Примеры сложения чисел без знака.
- •2. Примеры сложения чисел со знаком.
- •5.4. Двоично-десятичная система представления чисел
- •5.5. Представление чисел в формате с плавающей точкой
- •Примеры представления чисел типа single
- •Примеры представления чисел типа real
- •6. Семейство процессоров х86
- •После изучения главы необходимо знать
- •6.1. Архитектура процессора 8086
- •Регистры процессора
- •Инструкции процессора
- •Сегментация памяти
- •Методы адресации
- •Распределение памяти
- •Прерывания
- •Функционирование
- •6.2. Процессоры 80286
- •Реальный режим
- •Защищенный режим
- •Прерывания
- •Регистр состояния задачи
- •Некоторые особенности функционирования
- •Функциональная схема pc at
- •7. Шина isa и интерфейсы сопряжения с устройствами управления
- •После изучения главы необходимо знать
- •7.1. Конструкция шины isa
- •Выводы шины isa
- •Распределение адресов на системной плате ат
- •Циклы магистрали
- •Прямой доступ к памяти
- •Регенерация памяти
- •Основные электрические характеристики линий isa
- •7.2. Проектирование устройств сопряжения для шины isa
- •7.2.1. Селекторы (дешифраторы) адреса
- •7.2.2. Операционная часть интерфейса
- •7.2.3. Микросхемы для построения интерфейсов Условные графические обозначения элементов цифровой техники
- •7.2.4. Микросхемы приемопередатчиков сигналов магистрали
- •Микросхемы селекторов адреса выходных регистров
- •8. Интерфейс centronics
- •После изучения главы необходимо знать
- •8.1. Порядок обмена по интерфейсу Centronics
- •8.2. Программируемый параллельный интерфейс ( ппи)
- •9. Обмен данными по интерфейсу rs-232
- •После изучения главы необходимо знать
- •9.1. Назначение линий связи rs-232
- •9.2. Подключение модема к rs-232
- •9.3. Подключение терминалов к rs-232
- •9.4. Подключение удаленных объектов управления
- •9.5. Назначение портов rs-232
- •10. Отсчёт реального времени в эвм
- •После изучения главы необходимо знать
- •10.1. Программируемый таймер
- •10.1.1. Режимы работы таймера
- •10.1.2. Таймер на системной плате ibm pc
- •10.2. Программируемый контроллер прерываний
- •10.2.1. Режимы работы пкп
- •10.2.2. Программирование пкп
- •10.3. Прерывания в ibm pc
- •10.3.1. Векторы прерывания
- •10.3.2. Прерывания bios и dos
- •10.3.3. Написание собственных прерываний
- •10.4. Отсчёт реального времени в эвм
- •10.5. Процедуры и функции для работы с прерываниями
- •После изучения главы необходимо знать
- •11.1. Архитектура 32-разрядных процессоров
- •11.1.1. Регистры процессора
- •11.1.2. Организация памяти
- •11.1.3. Режимы адресации
- •11.1.4. Ввод и вывод
- •11.1.5. Прерывания и исключения
- •11.1.6. Процессоры Pentium
- •11.2. Страничное управление памятью
- •11.3. Кэширование памяти
- •Кэш прямого отображения
- •Ассоциативный кэш
- •12. Однокристальные микроконтроллеры
- •После изучения главы необходимо знать
- •12.1. Однокристальный микроконтроллер к1816
- •12.2. Avr микроконтроллеры
- •12.3. Процессоры обработки сигналов
- •12.3.1. Однокристальный цифровой процессор обработки
- •12.3.2. Цифровые процессоры обработки сигналов (цпос)
- •13. Промышленное оборудование для цифровых систем управления
- •После изучения главы необходимо знать
- •13.1. Оборудование для централизованных систем управления
- •13.1.1. Персональные компьютеры для целей управления
- •13.1.2. Промышленные рабочие станции
- •13.1.3. Шасси для ibm совместимых промышленных компьютеров
- •13.1.4. Модульные промышленные компьютеры mic-2000
- •13.1.5. Процессорные платы
- •13.1.6. Устройства для сбора данных и управления
- •13.2. Оборудование для распределенных систем сбора данных и управления
- •13.2.1. Модули удаленного сбора данных и управления adam-5000
- •13.2.2. Модули удаленного сбора данных и управления adam-4000
- •13.3. Прикладное программное обеспечение
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Оглавление
- •Системы счисления и арифметические
Примеры представления чисел типа single
Представим число 1210. 1210 =11002 =23 *1.12 =8 *(1+1/2)
Порядок равен 3. Код порядка – 128-1+3=13010=7Fh+3=82h=1000 00102.
Мантисса равна 1.1 00 0000 0000 0000 0000 0000.
Первая 1 мантиссы является скрытым разрядом и не записывается.
Запишем содержимое ячеек памяти в двоичном формате.
0 100 0001 0 100 0000 0000 0000 0000 0000
знак| порядок | мантисса
При чтении содержимого четырех байтов числа, начиная с младшего, получим: 0 0000 0000 0000 0000 0 100 0000 0 100 0001 = 00004041h.
Представим число 110. Порядок равен 0. Код порядка – 128-1=12710=011111112.
Мантисса равна 1.0 00 0000 0000 0000 0000 0000.
Первая 1 мантиссы является скрытым разрядом и не записывается.
Запишем содержимое ячеек памяти в двоичном формате.
0 011 1111 1 000 0000 0000 0000 0000 0000
знак| порядок | мантисса
При чтении содержимого четырех байтов числа, начиная с младшего, получим: 0 0000 0000 0000 0000 1 000 0000 0 011 1111 = 0000803Fh.
Представим число (–15.37510). Порядок равен 3.
Код порядка – 128-1+3=13010=1000 00102.
Мантисса равна 1.111 0110 0000 0000 0000 0000.
Первая 1 мантиссы является скрытым разрядом и не записывается.
Запишем содержимое ячеек памяти в двоичном формате.
1 100 0001 0 111 0110 0000 0000 0000 0000
знак| порядок | мантисса
При чтении содержимого четырех байтов числа, начиная с младшего, получим: 0 0000 0000 0000 0000 0 111 0110 1 100 0001 = 000076С1h.
Примеры представления чисел типа real
Представим число 1210. Порядок равен 3.
Код порядка – 128+1+3=13210=1000 01002.
Мантисса равна 1.100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000.
Запишем содержимое ячеек памяти, начиная с младшего байта
1000 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0 100 0000
порядок | мантисса |знак|
Представим число 110. Порядок равен 0.
Код порядка – 128+1+0=12910=1000 00012.
Мантисса равна 1.000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000.
Запишем содержимое ячеек памяти, начиная с младшего байта
1000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0 000 0000
порядок | мантисса |знак|
Представим число (-15.37510). Порядок равен 3.
Код порядка – 128+1+3=13210=1000 01002.
Мантисса равна 1.111 0110 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000.
Запишем содержимое ячеек памяти, начиная с младшего байта
1000 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1 111 0110
порядок | мантисса |знак|
6. Семейство процессоров х86
Архитектура процессора 8086
Процессоры 80286
Изученный ранее процессор 580ИК80 является аналогом выпущенного ранее (1974г.) фирмой Intel процессора i8080, архитектура которого получила свое развитие в семействе х86. Первый, уже 16-разрядный, процессор i8086 появился в 1976г. Регистровая архитектура и система команд существенно отличались от i8080, но использованы некоторые идеи. Рассмотрим процессор 8086, что необходимо для понимания работы процессоров семейства х86.
Цель главы – ознакомление с архитектурой простейших микропроцессоров семейства х86, функциональной схемой, распределением адресного пространства, методами адресации и особенностями функционирования.