- •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
13.3. Прикладное программное обеспечение
Фирма поставляет полный набор программного обеспечения, включая драйверы и пакеты разработки прикладных программ, которые позволяют создавать приложения сбора данных и управления без привлечения профессиональных программистов. Следует выделить пакет разработки GENIE, который является средой разработки и исполнения программного обеспечения сбора данных и управления, с помощью которого можно решать задачи автоматизации любой сложности. GENIE является инструментальной средой разработки приложений сбора, обработки, графического представления данных и управления, которая содержит множество встроенных функциональных блоков и графических элементов отображения. Разработка приложения заключается в выборе соответствующих функциональных блоков, установлении связей между ними и создании из блоков графического интерфейса оператора. Это позволяет сократить затраты на разработку системы.
Фирмой выпущен также пакет расширения Visual Basic DAQVBX представляющий набор специализированных элементов управления для Microsoft Visual Basic. Он позволяют добавить в панель инструментов элементы управления и тем самым организовать программный интерфейс с модулями ввода-вывода. Это существенно облегчит задачу построения системы управления.
Другие фирмы, наряду с аппаратными, производят и поддерживающие их программные средства, обеспечивающие построение систем автоматизации. Примером может служить распространенная система Trace Mode.
Заключение
Микропроцессорная техника является наиболее обширной и динамично развиваемой областью знаний. Развитие микропроцессорной техники идет в направлении повышения степени интеграции, увеличения объемов памяти, усовершенствования архитектуры и скорости обмена данными с целью повышения производительности и расширения функциональных возможностей микропроцессорных устройств. Наряду с устройствами общего применения получают развитие и специализированные устройства, ориентированные на решение специальных задач обработки сигналов и управления. Ведется разработка новых интерфейсов со своими протоколами обмена для повышения скорости обмена и помехозащищенности. Это позволяет реализовывать разнообразные сети микропроцессорных устройств и распределенные системы сбора данных и управления.
В пособии и одном курсе невозможно рассмотреть все типы устройств, их архитектуру, интерфейсы и протоколы обмена.
Поэтому круг вопросов, рассмотренных в пособии, ограничен изложением основных принципов построения микропроцессорных устройств, реализующих принципы микропрограммного и программного управления, начиная от микропрограммного автомата и микропрограммируемых контроллеров и до процессоров типа Pentium.
Большое внимание в пособии уделено вопросам построения устройств сопряжения микропроцессорных устройств с объектами управления, что особенно важно для инженеров по автоматизации технологических процессов. Несмотря на то, что рассмотрены только некоторые интерфейсы, изучение протоколов обмена в них поможет освоить и более сложные интерфейсные устройства.
Рассмотренные принципы организации работы микропроцессорных систем в реальном масштабе времени особенно необходимы для построения систем автоматического управления.
Пособие следует рассматривать как базовый курс являющейся основой для дальнейшего изучения микропроцессорной техники в необходимом для работы направлении.
Успешное изучение МП техники является необходимым условием разработки, освоения и эксплуатации цифровых систем управления технологическими процессами.