Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
eltekh / 3 Семестр / методичка Основы микропроцессорной техники.doc
Скачиваний:
93
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
1.21 Mб
Скачать

Министерство образования и науки рф

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный университет

Приборостроения и информатики

В.В. Филинов

«Основы микропроцессорной техники»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Москва-2012

УДК 681.32

ББК Н73

Рекомендовано к изданию в качестве учебного пособия редакционно-издательским советом МГУПИ

Рецензенты:

д.т.н, профессор Покровский А.Д. (профессор кафедры «Электротехника и интроскопия» МЭИ – Московского энергетического института)

В.В. Филинов

«Основы микропроцессорной техники»

Учебное пособие. М.: МГУПИ, 2012.

Рассматриваются вопросы функционирования, организации обмена информацией, программирования микропроцессорных систем; особенности их функционирования в виде контроллеров и персональных компьютеров.

Учебное пособие представляет собой краткий курс лекций по общетехническим дисциплинам «Электротехника и электроника», «Электроника и микропроцессорная техника» по разделу «Основы микропроцессорной техники» и подготовлено на основе использования специальных курсов этой дисциплины [1.2].

Предназначено для подготовки бакалавров технических направлений в МГУПИ

Утверждено и рекомендовано решением УМС факультета приборостроения и радиоэлектроники МГУПИ в качестве учебного пособия

© Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики, 2012

© Филинов В. В., 2012

Оглавление

1. Идеология функционирования микропроцессорной техники .....................................................4

1.1. Требования к микропроцессорной системе.......................................................................................4

1.2. Что такое микропроцессор?.................................................................................................................6

1.3. Шинная структура связей.....................................................................................................................8

1.4. Режимы работы микропроцессорной системы .............................................................................. 12

1.5. Архитектура микропроцессорных систем ...................................................................................... 17

1.6. Типы микропроцессорных систем .................................................................................................. 18

2. Организация обмена информацией ................................................................................................ 21

2.1. Идеология организации обмена информацией.............................................................................. 21

2.2. Шины микропроцессорной системы .............................................................................................. 22

2.3. Циклы обмена информацией ........................................................................................................... 24

2.3.1. Циклы программного обмена ....................................................................................................... 24

2.3.2. Циклы обмена по прерываниям ................................................................................................... 26

2.3.3. Циклы обмена в режиме ПДП ...................................................................................................... 29

2.4. Прохождение сигналов по магистрали ........................................................................................... 31

2.5. Функции устройств магистрали ...................................................................................................... 32

2.5.1. Функции процессора ...................................................................................................................... 32

2.5.2. Функции памяти ............................................................................................................................. 38

2.5.3. Функции устройства ввода/вывода .............................................................................................. 43

3. Идеология программирования и функционирования узлов процессора ............................... 45

3.1. Адресация операндов ....................................................................................................................... 46

3.2. Регистры процессора ........................................................................................................................ 50

3.3. Система команд процессора ............................................................................................................ 51

3.4. Быстродействие процессора ............................................................................................................ 56

4. Организация микроконтроллеров ................................................................................................. 57

4.1. Классификация и структура микроконтроллеров ........................................................................ 57

4.2. Процессорное ядро микроконтроллера ......................................................................................... 58

4.2.1. Структура процессорного ядра МК ............................................................................................ 58

4.2.2. Система команд процессора МК ................................................................................................. 61

4.2.3. Схема синхронизации МК ........................................................................................................... 62

4.3. Память программ и данных МК ..................................................................................................... 62

4.3.1. Память программ ........................................................................................................................... 62

4.3.2. Память данных ............................................................................................................................... 64

4.3.3. Регистры МК .................................................................................................................................. 64

4.3.4. Стек МК .......................................................................................................................................... 65

4.3.5. Внешняя память ............................................................................................................................. 65

4.4. Порты ввода/вывода ......................................................................................................................... 65

4.5. Таймеры и процессоры событий ..................................................................................................... 66

4.6. Модуль прерываний МК .................................................................................................................. 67

5. Организация персонального компьютера..................................................................................... 68

5.1. Архитектура персонального компьютера....................................................................................... 68

5.2. Процессоры персональных компьютеров..................................................................................... 72

Словарь терминов и определений ........................................................................................................ 82

Список рекомендуемой литературы .................................................................................................... 89