- •Электронные и микропроцессорные устройства
- •Рекомендуемая литература
- •Содержание курса
- •Связь
- •Понятие языка ЦЛУ
- •Для обработки информационных сигналов необходимо выполнение
- •Информационные
- •Классификация
- •Что такое ОУ
- •Названия
- •Основные
- •Эквива- лентные схемы:
- •Эквива- лентные схемы:
- •Эквивалентная схема реального ОУ
- •1. Размах выходного напряжения
- •Основные
- •Основные
- •Основные
- •Электронные и микропроцессорные устройства
- •Транзисторы
- •Транзисторы
- •Транзисторы
- •Анализ
- •Особенности
- •Особенности
- •Схема с ОЭ
- •• Режим № 2. Активный элемент каскада
- •Примеры
- •Примеры
- •Схема с ОК
- •Двух- транзисторный ЭУ
- •Двух- транзисторный ЭУ
- •Двухтактный ЭУ
- •Дифференциальный ЭУ
- •Дифференциальный ЭУ
- •Дифференциальный
- •Анализ схемы ОУ
- •АНАЛИЗ
- •АНАЛИЗ
- •АНАЛИЗ
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Средства
- •Можно построить на ОУ по схеме:
- •Средства
- •Электронные
- •Электронные
- •Электронные
- •Средства
- •Uвых
- •Средства
- •Цифроаналоговые преобразователи ( ЦАП )
- •Пример 1. Схема двоичного 8 – ми разрядного ЦАП
- •Пример 1. Схема двоичного 8 – ми разрядного ЦАП
- •Пример 1. Схема двоичного 8 – ми разрядного ЦАП
- •Пример 2. Схема n - разрядного ЦАП с
- •Параметры
- •Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП)
- •Класси- фикация
- •Сигналы со счетчика с помощью ЦАП становятся аналоговым сигналом, и сравниваются с входным
- •Процесс «оцифровки» АЦП последовательного счета
- •Входной
- •Процесс «оцифровки» АЦП последовательного приближения
- •Самый быстродействующий АЦП. Непосредственно преобразует аналоговый сигнал в цифровой
- •1.Точность
- •Пример 2. Схема n - разрядного ЦАП с
- •Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП)
- •• По наличию обратной связи:
- •На компаратор подается: Входное аналоговое напряжение и напряжение от ЦАП.
- •Показания счетчика с помощью ЦАП становятся вновь аналоговым сигналом, и сравниваются с входным
- •Процесс «оцифровки» АЦП последовательного счета
- •Аналоговое напряжение подается на неинвертирующий вход компаратора.
- •ЦАП управляется регистром - многоразрядной защелкой, в каждом из разрядов которой последовательно, начиная
- •Входной
- •Процесс «оцифровки» АЦП последовательного приближения
- •1.Точность
- •Электронные и микропроцессорные устройства
- •Цифровые логические устройства (ЦЛУ)
- •Логическ
- •Булева
- •• Законы доказываются путем составления таблиц
- •Пример
- •Тождественна
- •Примеры
- •Схемо-
- •Уровни
- •Диодно- 1.2 Логическое
- •Диодно-
- •Диодно-
- •Диодно-
- •Транзистор но-
- •Схемотехниче
- •3.1 Логическое
- •3.3 Логическое сложение и отрицание « 3-ИЛИ-НЕ
- •Группы
- •Представление
- •Пример
- •Арифметичес
- •Различия
- •Пример
- •Для учета переполнения младшего разряда путем переноса
- •Объединение
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Создание
- •Пример
- •Пример однобитного АЛУ
- •Однобитное АЛУ
- •Объединение однобитного АЛУ в
- •Разрядность АЛУ определяется требованиями к производительности ЦЛУ, в составе которого оно работает
- •Группы
- •Создание
- •Создание
- •Создание
- •Создание
- •JK триггер
- •Область
- •Делитель
- •Счетчик
- •Типы
- •Типы
- •Типы
- •Типы
- •Типы
- •Типы
- •Электронные и микропроцессорные устройства
- •Микропроцессорные устройства (МПУ)
- •Програм- мируемые логически
- •Основны
- •Преиму-
- •Усоверш ен-
- •Применен
- •Приме
- •Реализация ЦЛУ способом HARD на отдельных элементах
- •Реализация ЦЛУ способом HARD на отдельных элементах
- •Реализация ЦЛУ способом HARD на отдельных элементах
- •Реализация ЦЛУ способом SOFT на ПЛУ
- •Ограничен
- •Микро
- •Основные
- •Пример
- •Упрощенн
- •Принци
- •Принци
- •Шинная
- •Микрок
- •Переназначение функции портов МК Архитектура МК осуществляет мультиплексор по данным
- •Област
- •Машинн
- •Ассембл
- •Форматы
- •Выполнение
- •- | Clear Bit |
- •Траектория
- •СИМУЛЯТОР. Вид среды отладки программы для МК
- •ПРОВЕРКА В РЕАЛЬНОСТИ. Процесс программирования МК
- •Активация Происходит, если одному из имеющихся внутренних
- •Активация
- •Использование АЦП в МК
- •Использование АЦП в МК
- •Использование АЦП в МК
- •Коммуникация в МК
- •Элементы схемного решения инт. реле
- •Элементы схемного решения инт. реле
Типы
ОЗУ
Статическое ОЗУ (SRAM) собирается на основе D-триггеров или защелок.
Информация сохраняется на протяжении всего времени, пока подается питание, Работает быстро, время доступа несколько
наносекунд.
Динамическое ОЗУ (DRAM) образовано массивом ячеек, каждая из которых содержит транзистор и конденсатор. Конденсаторы могут быть заряженными и разряженными, что позволяет хранить
нули и единицы.
Поскольку электрический заряд имеет тенденцию исчезать, каждый бит должен («подзаряжаться») обновляться (регенерация DRAM) каждые несколько миллисекунд, чтобы предотвратить потерю данных.
ЦЛУ,
обладающие
памятью
ПЗУ
энергонезависимо, т.е. хранение данных
не требует подачи эн. энергии (питания)
ПЗУ не предполагают частую смену
данных
Основные режимы ПЗУ – хранение и чтение данных
1. Хранение 2. Чтение 3. Как ИСКЛЮЧЕНИЕ
(Пере)запись
Основные характеристики ПЗУ:
1.Объем памяти (Кб)
2.Структура массива данных /как и ОЗУ/
(столбец, двумерный массив…)
3.Разрядность данных (1,4,8 бит)
4.Схемотехника ЦЛУ ПЗУ: матрица
плавких перемычек ROM, перезаписываемая EPROM, EEPROM, Flash
(на затворах MOSFET)
5. Режимы взаимодействия с другими ЦЛУ
(сон, работа, деактивация)
____
Типы
ПЗУ
ROM
EEPROM
Масочные
архитектуры
Различают ПЗУ однократной и
многократной записи
1. ПЗУ однократной записи.
Обычно содержат массив плавких перемычек. Для записи выбирают строку и столбец, а затем приложением U к определенному выводу микросхемы пережигают плавкую
Такие
архитектуры
по типу доступа к данным ячейки
тождественны
логике NOR ИЛИ-НЕ
Типы
ПЗУ
ROM
EEPROM
2. ПЗУ многократной перезаписи. Программируемое при изготовлении ПЗУ (PROM) или перепрограммируемое при эксплуатации Erasable Programmable ROM (EPROM)
EPROM - второе поколение ПЗУ. В основе применено свойство затвора транзистора MOSFET определять его состояние
(открыт/закрыт) по уровню электрического
То есть, сообщение заряда затвору
заряда затвора, при этом сам заряд может
MOSFET равносильно записи в него храниться долго
информации в 1 бит
Заряд |
В ячейку |
|
записан |
|
1 бит |
|
информации, |
|
поскольку |
MOSFET остался открыт, т.к.
Ячейка памяти EPROM в 1 битзатвор,
обладая
Типы
ПЗУ
ROM
EEPROM
Что бы
стереть
1 бит, нужно
разрядить
затвор
используя,
например,
фотоэффект
Тогда
ячейка
памяти MOSFET закроется
(обнулится)
Ультра фиолет
Заряд
ЦЛУ ПЗУ EPROM образован массивом ячеек MOSFET структуры NOR/ИЛИ-НЕ,
выполнен как микросхема, содержащее кварцевое окно, и
если его подвергнуть воздействию УФ света, информация в виде зарядов
затворов всех ячеек будет
Типы
ПЗУ
ROM
EEPROM
Архитектура EPROM
и
принцип
действия
ЦЛУ ПЗУ EPROM
Типы
ПЗУ
сопост
авлени
е
Третье поколение ПЗУ (EEPROM)
Electrically Erasable Programmable Read-Only
Memory.
Это электронное перепрограммируемое ЦЛУ, у которого информация в транзисторных ячейках
MOSFET, записанная в виде электрических зарядов, изменяется (стирается) не УФ, а приложением U, электрическое поле которого
снимает/ наводит заряд (т.е. записывает
энергонезависимую информацию в ячейку).
Ресурс ЦЛУ по перезаписи информации 10 000 – 1000 000 раз
Поддерживает режим внутрисхемного программирования, когда микросхему ПЗУ
можно перезаписать, не вынимая ее из устройства
Четвертое поколение ПЗУ (EEPROM - Flash)
Современный тип электронно- перепрограммируемого ПЗУ.
В отличие от EEPROM, которое стирается по байтам, флэш-память стирается и записывается блоками.
Основа архитектуры (доступ к данным) - логика
Электронные и микропроцессорные устройства
Микропроцессорные устройства (МПУ)
М П У
Определения
Микропроцессорные устройства (МПУ) – особый класс ЦЛУ,
предназначенных для реализации сложных логических, временных и иных функций, которые могут эффективно управлять, обрабатывать информационные потоки и сами изменяться под воздействием этих потоков
МПУ различаются множеством подклассов:
•однокристальные и многокристальные
•скалярные и векторные
•МПУ общего применения и специализированные
(цифровой сигнальный – DSP, микроконтроллер)
•Гарвардская и Фон-Неймановская архитектура и т.д.
•Элементной базой и поколением (БИС, СБИС …)
Общее свойство всех МПУ –
