Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Основы микропроцессорной техники - файл Лекции по ОМП.doc


Лекции - Основы микропроцессорной техники
скачать (141 kb.)

Доступные файлы (1):

Лекции по ОМП.doc690kb.01.10.2007 14:56скачать

содержание
Загрузка...

Лекции по ОМП.doc

  1   2   3   4   5
Реклама MarketGid:
Загрузка...
УДК 621.3

Х 12

Основы микропроцессорной техники. Курс лекций для студентов.

Хузяшев Р. Г.. Казань: Казан. Гос. энерг. ун-т, 2006.

Курс лекций предназначен для студентов, изучающих дисциплину «Основы микропроцессорной техники» (специальность 210400)

Дисциплина изучается на примере AVR-контроллера.

___________________________________________________
.

© Казанский государственный энергетический университет, 2006 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Последнее десятилетие в электроэнергетике все шире используется микропроцессорная аппаратура в системах релейной защиты и противоаварийной автоматике. Основными преимуществами микропроцессорной техники, способствующими ее успешному продвижению во все сферы технологических процессов, в том числе и в электроэнергетике, является недостижимая ранее гибкость изменения основных параметров технологических алгоритмов и легкость внедрения алгоритмов управления любой сложности.

Освоение микропроцессорной техники невозможно без изучения ее структуры, системы адресации операндов и языков программирования Ассемблер и Си. Данные разделы дисциплины «Основы микропроцессорной техники» и освещаются в настоящем курсе лекций.
^ 1. ФОРМАТ ЧИСЕЛ

1.1. Позиционные системы счисления.

В позиционных системах счисления, к которым относятся и широко распространенная десятичная система, числовое значение цифры зависит от ее местоположения или позиции в последовательности цифр изображающих число. Единственной, дошедшей до нашего времени, системой, не относящейся к позиционной системе счисления, является римская система счисления.

Любое число в позиционной системе счисления изображается последовательностью цифр:

Х = аn-1 an-2…a1a0 ,

где aiє{0,1,…,q-1}, q – основание системы счисления.

Наибольшее распространение получили системы счисления с основанием q=2, 8, 10, 16.

Если q >10, то вводят специальные символы, соответствующие цифрам 10, 11 и т.д. Так в 16-ной системе счисления такими символами являются начальные буквы латинского алфавита:

[А(10), В(11), С(12), D(13), E(14), F(15)].

Микропроцессорная техника оперирует двоичными цифрами. Независимо от изображения чисел и цифр в программе пользователя, микропроцессор всегда преобразует их в последовательность двоичных цифр: 0 и 1.

Обозначение основания системы счисления числа производится нижним числовым индексом после записи числа, либо передними символами:

(1238, 12310, 12316,…) или 0х__(16), bx__(2).

Используют следующие сокращения для обозначения форматов двоичных чисел.

Бит – двоичная цифра, имеющая два значения (0, 1).

С помощью двух бит можно представить четыре числа (00, 01, 10, 11).

С помощью трех бит можно представить восемь чисел.

С помощью n бит можно представить 2n чисел.

Тетрада – это комбинация из четырех бит, она описывает 16 комбинаций чисел, т.е. совпадает с числом цифр в 16-теричной системе счисления. Т.о. любую комбинацию тетрады мы можем записать либо 4 битами, либо одной цифрой 16-ной системы счисления:

00002 = 016 10002 = 816

00012 = 116 10012 = 916

00102 = 216 10102 = А16

00112 = 316 10112 = В16

01002 = 416 11002 = С16

01012 = 516 11012 = D16

01102 = 616 11102 = E16

01112 = 716 11112 = F16

Байт (от английского слова “слог”) – это группа из 8 бит.

Байт позволяет описать 256 различных чисел. Биты в байте номеруются справа, налево начиная с нуля.

Самое младшее число в 16-теричной системе счисления, формата байт, записывается в виде 0016, а самое старшее число записывается в виде FF16.

Слово – это комбинация из 16 бит или 2 байт. Слово содержит:

216 = 65536 комбинаций.

Для краткой записи больших степеней числа 2 (что используется при характеристике объема памяти ) величину 210 обозначают буквой К, которая читается “килобайт” (Кбайт), число 220 обозначают М, которая читается “мегабайт” (Мбайт), число 230 обозначают Г, которая читается “гигабайт” (Гбайт).

^ 1.2. Перевод чисел из одной системы счисления в другую
Любое число в позиционной системе исчисления изображается последовательностью цифр.

,

где q – основание системы исчисления.

Правило №1: Десятичное значение числа, записанного в любой системе исчисления, определяется по формуле:

,

где - разряды исходного числа; - вес i-ого разряда; i – номер текущего разряда; n – число разрядов исходного числа.

Пример №1:

Определить десятичный эквивалент числа



Пример №2:

Определить десятичный эквивалент числа



Правило №2: Для перевода целого десятичного числа X в систему счисления с основанием q необходимо последовательно делить исходное число X и образующиеся частные на основание q до получения частного равного нулю. Искомое представление числа есть последовательность остатков от операций деления, причем первый остаток дает младшую цифру искомого числа.

Пример №3:

Определить двоичный эквивалент числа 183

183/2 = 91 (остаток 1)

91/2 = 45 (остаток 1)

45/2 = 22 (остаток 1)

22/2 = 11 (остаток 0)

11/2 = 5 (остаток 1)

5/2 = 2 (остаток 1)

2/2 = 1 (остаток 0)

1/2 = 0 (остаток 1)

18310 = 101101112

Пример №4:

Определить шестнадцатеричный эквивалент числа 186

186/16 = 11 (остаток 10)

11/16 = 0 (остаток 11)

18610 = ВА16

Правило №3: Для перевода двоичного числа в систему счисления с основанием 8 или 16 необходимо исходное число справа налево сгруппировать по 3 или по 4 бита, а затем каждую группу записать одной восьмеричной или шестнадцатеричной цифрой.

Пример №5:

Определить восьмеричный эквивалент двоичного числа 10101111

101011112 = 2578

1112 = 1•20 + 1•2 + 1•22 = 78

1012 = 1•20 + 0•2 + 1•22 = 58

0102 = 0•20 + 1•2 + 0•22 = 28

Пример №6:

Определить шестнадцатеричный эквивалент двоичного числа 10101111

101011112 = AF16

11112 = 1510 = F16

10102 = 1010 = A16

Правило №4: Для перевода 8-ого или 16-теричного числа в систему счисления с основанием 2 необходимо каждый разряд исходного числа записать группой из трех или четырех бит.

Пример №7:

Определить двоичный эквивалент восьмеричного числа 257

2578 = 101011112

78 = 1112

58 = 1012

28 = 0102

^ 1.3. Знаковые двоичные числа
Для изображения знака числа при кодировке знаковых чисел используется старший двоичный разряд. Для отображения положительного числа старший двоичный разряд полагают равным нулю, для отрицательных чисел этот разряд равен 1.

При записи знаковых чисел всегда задают его формат, т.е. число бит, выделяемых для записи знакового числа. Обычно этот формат состоит из восьми бит. Используются прямой (Рис.1) и дополнительный коды (Рис.2) для записи знаковых чисел. В прямой кодировке старший разряд используется как знаковый разряд, а оставшиеся младшие разряды используются для обозначения модуля числа.







  1   2   3   4   5



Скачать файл (141 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru