Лекция 14 МПС-для студентов


Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов презентации:

ЛЕКЦИЯ № 14Тема: Понятие о микропроцессорных системах (МПС) и микроконтроллерахТекст лекции по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры» * УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:1. Принципы построения МПС2. Принципы организации микроконтроллеров.ЛИТЕРАТУРА:Основная литератураЛ1. Нарышкин А.К. «Цифровые устройств и микропроцессоры»: учеб. пособие для студ. Высш. Учебн. Заведений/ А. К. Нарышкин, 2 – е изд. - Издательский центр «Академия», 2008г. с. 296 - 303Дополнительная литератураЛ5 Угрюмов Е.П.. Цифровая схемотехника. Уч. пособие для вузов – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. с.249-260Л9 Б.А.Калабеков «Цифровые устройства и микропроцессорные системы», М.: «Горячая линия - телеком», 2000 г. с..227-233, 290-303 * Контрольные вопросы Определение МП, состав МП, назначение составных частейОпределение команды. Структура команды. Назначение составных частей.Состав МП. Состав и назначение операционного устройства.Состав МП. Состав и назначение блока интерфейса. 1. Принципы построения МПС * * Основные понятия и определения Микро‑ЭВМ - это устройство обработки данных, содержащее один или несколько МП, БИС постоянной и оперативной памяти, БИС управления вводом и выводом информации и некоторые другие схемы. В такой конфигурации микро‑ЭВМ применяют как встраиваемые контролеры.Микро‑ЭВМ служит для автоматического управления процессом решения задачи. * Принципы организации микро-ЭВМ. 1. Принцип программного управления. Алгоритм решения задачи, записанный на машинном языке в виде программы, реализуется автоматически последовательно во времени на каждом интервале под воздействием одной команды. (процесс решения задачи на основании обработки данных в соответствии с заданным алгоритмом, осуществляется за счет автоматического выполнения команд введенной в память программы). 2. Принцип хранимой в памяти программы.1)команды, как и операнды, задаются цифровыми кодами фиксированной разрядности; 2) команды и операнды хранятся в общей памяти с линейно-адресной организацией и задаются своими адресами. Это позволяет заменять исходные данные, не изменяя при этом программу. * Структура микропроцессорной системы При построении МПС пользуются тремя основными принципами:принципом модульной организации (т.е. МПС строится из набора модулей);принципом магистрального обмена информацией (т.е. между модулями организуются регулярные связи, объединяющие их входы и выходы);принципом микропрограммного управления (т.е. каждая команда МП представляется в виде последовательности микрокоманд. * Структура микропроцессорной системы * Структура микропроцессорной системы 1. Центральное место в структуре МПС занимает микропроцессор. Микропроцессор непосредственно выполняет арифметические и логические операции над данными, осуществляет программное управление процессом обработки информации, организует взаимодействие всех устройств, входящих в систему.2. Схема синхронизации и начальной установки осуществляет управление событиями во времени и согласует работу МПС. В состав данного узла входят генератор тактовых импульсов и таймер. Генератор тактовых импульсов с помощью прямоугольных тактовых импульсов задает цикл команды - интервал времени, необходимый для считывания (выборки) команды из памяти и ее исполнения. Таймер задает время исполнения команды. Возможно использование таймера в качестве счетчика.3. Основная память системы состоит из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). * Структура микропроцессорной системы 4. Устройства ввода и вывода – технические средства для передачи данных из вне или наоборот. Данные устройства обеспечивают перевод сигналов, форматов слов, и т.п. к стандартному виду, воспринимаемому МП.Устройство ввода осуществляет ввод в систему команд и данных, подлежащих обработке.Устройство вывода преобразует выходные данные в форму, удобную для восприятия пользователем или для хранения.5. Буферные устройства (устройства сопряжения).Таковыми являются программируемый периферийный адаптер (ППА) и программируемый связной адаптер (ПСА). ППА обслуживает периферийные устройства с передачей информации параллельным кодом, а ПСА - последовательным кодом. 6. Сопряжение между основными модулями МПС и между периферийными устройствами осуществляется с помощью интерфейса. Сопряжение осуществляется по ША, ШД, ШУ. * Функционирование МПС Функционирование микропроцессорной системы сводится к выполнению определенной последовательности действий. Общий принцип функционирования - это получение данных от различных периферийных устройств (с клавиатуры терминала, от дисплеев, из каналов связи, различного типа внешних запоминающих устройств), обработка данных и выдача результата обработки на периферийные устройства (ПУ). Причем данные от ПУ, подлежащие обработке, могут поступать и в процессе их обработки. * Этапы функционирования МПС 1. Работа с данными и командами.- МП выдает на шину адреса адрес очередной команды. - Из ШУ в ОЗУ поступают сигналы, обеспечивающие чтение содержимого указываемой шиной адреса ячейки памяти. - Запрошенная команда выдается на шину данных и далее в МП - Дешифрация команды. При необходимости МП выставляет на шину адреса адрес ячейки, хранящей требуемые данные. - МП принимает данные через шину данных. - Выполняется операция над данными. - После завершения выполнения текущей команды на шину адреса выдается адрес следующей команды и описанный процесс повторяется. * Этапы функционирования МПС 2. Выдача результатов на периферийное устройство.- До начала обмена данными с ПУ МП через ШД должен выдать в контролер обмена информацию о режимах, используемых при передаче и направлениях передачи данных (от МП к ПУ либо, наоборот, от ПУ к МП). - Подача на контролер управляющих сигналов. Данные из ПУ принимаются в регистр контролера. - Данные контролером выдаются на ЩД и принимаются в МП. * Этапы функционирования МПС 3. Обмен данными между памятью и периферийными устройствами.а). Обмен данными с низкоскоростными периферийными устройствами.- Если моменты обмена данными не предусмотрены в программе, то они определяются ПУ подачей в МП сигналов прерывания. - МП прекращает выполнение основной программы и запоминает промежуточные результаты в стеке. - МП исполняет команды прерывающей программы.- МП возвращается к выполнению основной программы. * Этапы функционирования МПС 3. Обмен данными между памятью и периферийными устройствами.б). Обмен данными с высокоскоростными периферийными устройствами.Используется режим прямого доступа к памяти (ПДП). - МП отключается от ША и ШД. Обмен организуется контролером ПДП. - В процессе обмена контролер ПДП выдает на ША адрес ОЗУ. - После окончания передачи слова между ОЗУ и ПУ через ШД контролер ПДП увеличивает на единицу значение адреса, выдаваемого на шину адреса. - После завершения передачи заданного количества слов контролер ПДП прекращает обмен, информируя об этомМП. - МП восстанавливает связь с ША и ШД и продолжает выполнение программы. * Вывод по 1 вопросу Принципами организации МПС являются принцип программного управления и принцип хранимой в памяти программы. Функционирование МПС - это получение данных от различных периферийных устройств, их обработка и выдача результата обработки на периферийные устройства (ПУ). 2. Принципы организации микроконтроллеров * * Микроконтроллеры (МК) - это разновидность микропроцессорных систем (микро-ЭВМ), ориентированная на реализацию алгоритмов управления техническими устройствами и технологическими процессами.Вторым названием МК стало название "однокристальная микроЭВМ".Разница между МК и микроЭВМ универсального назначения заключается в следующем: малый объем памяти и менее разнообразный состав внешних устройств. Основные понятия и определения * 1. По числу разрядов.8- разрядные МК16- разрядные МК32- разрядные МК Классификация МК: * Структура МК * В состав МК АТ89С входят:а) генератор тактовых импульсов ГТИ;б) раздельные блоки программной памяти типа Флэш и ОЗУ данных. При необходимости возможно подключение внешних БИС ПЗУ, ОЗУ для расширения пространства памяти. в) Средства ввода/вывода - 4 параллельных порта (32 линии) и линии TxD (выход передатчика) и RxD (вход приемника) для последовательного ввода/вывода. Функции линий параллельных портов совмещены, и в разных режимах имеют разное назначение.г) 2—3 таймера-счетчика (16-разрядных), которые дают системные метки времени и отрабатывают интер­валы. д) Система прерываний с 5 источниками запросов радиального типа (обслуживает 2 внешних запроса, 2 запроса от таймеров и 1 от последовательного порта. При частоте ГТИ 12 МГц большинство команд вы­полняется за 1 мкс, некоторые команды — за 2 мкс. Структура МК * Вывод по 2 вопросу Микроконтроллеры (МК) - это разновидность микропроцессорных систем (микро-ЭВМ), ориентированная на реализацию алгоритмов управления техническими устройствами и технологическими процессами. * МПС - вычислительная или управляющая система с МП в качестве узла обработки информации.Функционирование МПС - это получение данных от раз-личных периферийных устройств, их обработка и выдача результата обработки на ПУ.Микроконтроллеры - это разновидность микропроцессорных систем (микро-ЭВМ), ориентированная на реализацию алгоритмов управления техническими устройствами и технологическими процессами. Заключение

Приложенные файлы

  • ppt 8981612
    Размер файла: 293 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий