Лекции по микропроцессорам в технике электросвязи

Лекции по микропроцессорам в технике электросвязи
скачать (110.5 kb.)

Доступные файлы (1):

Курс лекций Микропроцессоры.doc

843kb.

07.05.2006 21:14

скачать

содержание

Загрузка...

Курс лекций Микропроцессоры.doc

1 2 3 4

Реклама MarketGid:

Загрузка...

Министерство РФ по связи и информатизации
Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
Микропроцессоры в технике электросвязи

Исполнители:
К.т.н., доцент каф. МЭС и ОС СибГУТИ

Малинкин Виталий Борисович

Аспирант СибГУТИ

Костина Ольга Борисовна

Новосибирск 2001

Курс лекций «Микропроцессоры в технике электросвязи» посвящен изучению управляющих устройств на основе различных типов современных микропроцессоров.

Для данной замкнутой системы характерно следующее: управляющее устройство (УУ) выдает управляющие сигналы на объект управления (ОУ). Под действием управляющих сигналов внутреннее состояние ОУ изменяется. Это внутреннее состояние передается УУ. Такая система называется «Аппарат Уилкса».

Глава 1. СТРУКТУРА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО КОМПЛЕКТА 580 СЕРИИ.

Рисунок 1.1.– Структура микропроцессорного комплекта 580 серии.
Микропроцессор состоит из четырех основных частей:

ЦПЭ – центральный процессорный элемент;
ШД – шина данных;
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство – одна или несколько микросхем, содержимое которых можно изменить либо в специальном программаторе, либо на заводе-изготовителе.

Принцип работы

Система начинает работать после приема сигнала сброса. По этому сигналу все регистры, входящие в ЦПЭ, переходят в исходное нулевое состояние. Обнуляется оперативная память, обнуляются регистры устройства ввода-вывода. В ЦПЭ помимо этого обнуляется счетчик адреса. Далее под действием тактовых сигналов на ША вырабатывается нулевой адрес. По этому адресу производится первое обращение к первой ячейке ПЗУ, где хранится начало работы программы. За сигналом адреса по шине управления (ШУ) следует сигнал чтения (read), далее идет синхросигнал, а ПЗУ отвечает, что готово выдать сигнал. Итак, после выставления нулевого адреса по ША, а также сигнала read и синхросигнала по ШУ, ПЗУ отвечает сигналом ready (готов). Одновременно с сигналом ready выставляется первый байт, который через ШД поступает ЦПЭ. Принятый байт анализируется и тут же выполняется. Следом за этим выставляется новый адрес и вся процедура выполняется до тех пор, пока не будет считана последняя ячейка ПЗУ. После первоначальной инициализации переходим к выполнению рабочей программы. Для этих целей через устройство ввода/вывода передается рабочая программа, которая помещается в оперативную память. При выполнении рабочей программы процессы аналогичны процессу инициализации

При перекачке рабочей программы с внешнего носителя в оперативную память возможны два режима:

Информация с внешнего носителя поступает на устройство ввода/вывода, затем на внешнюю ШД, на буфер 1 (Б1), через внутреннюю ШД на ЦПЭ, далее вновь обратно поступает в ОЗУ.
С внешнего носителя на устройства ввода/вывода, на внешнюю шину данных и с нее на ОЗУ (режим прямого доступа к памяти (ПДП))

После записи рабочей программы в ОЗУ начинается ее выполнение. Начиная с адреса 2 по ША ведется обращение к ОЗУ. Рабочая программа может быть либо ветвящейся, либо последовательной, либо циклической. Выполнение каждой из этих программ осуществляется по-разному:

Последовательная программа. При выполнении последовательной программы адреса на ША формируются последовательно. Сигнал с ОЗУ, который хранится в разных ячейках адресного пространства, попадает в ЦПЭ, и каждая команда выполняется после ее принятия.
Ветвящаяся программа. Часть программы – последовательная, но есть условия, которые заставляют перейти на новую адресацию. При выполнении наперед заданных условий производится переход на новые адреса, которые хранят новые условия обработки задач. При этом старый адрес запоминается в специальном регистре и после выполнения условия идет возврат к прежнему адресу.

1.1. СТРУКТУРА ЦПЭ

Структура ЦПЭ показана на рис.1.1.1.

1. АЛУ – арифметическо-логическое устройство. Позволяет производить 4 вида операций:

Арифметическое сложение;
Логическое сложение;
Логическое умножение;
Суммирование по модулю два.

2. РОН – Блок регистров общего назначения. Участвуют в операции как восьмиразрядные регистры. Всего их шесть. Помимо этого они могут образовывать пары регистров, которые используются:

Для косвенной адресации;
Для 16-ти разрядной обработки сигналов.

3. Аккумулятор – является главным регистром процессора, в нем производится 95% всех операций. Это 8-разрядный регистр.
4. РС – счетчик команд. Необходим для перехода к новому адресу при последовательном выполнении программы. Всегда работает вместе с регистром адреса РА. При последовательном выполнении программы состояние счетчика команд РС последовательно увеличивается на единицу, переписывается в регистр адреса РА и через буфер 2 выдается на внешнюю шину данных ШД. Если выполняется ветвящаяся программа, то состояние счетчика команд запоминается в одной из ячеек указателя стека (SP), а в регистр адреса записывается адрес, на который нужно перейти в результате безусловной операции.

5. SP – указатель стека. Используется для упрощенной адресации к оперативной памяти. Это оперативная память магазинного типа

Рисунок 1.1.1. – Структура ЦПЭ.

– первым вошел – последним вышел. При запоминании сигналов в стек обязательно производится запись 16-ти разрядного числа.
6. Шина управления (ШУ)

Генератор тактовых импульсов (ГТИ) формирует две импульсные последовательности Ф1 и Ф2, необходимые для тактирования работы микропроцессора.

Сигнал сброса RESET подается при запуске микропроцессора. Он приводит все счетчики, триггеры и указатели стека в исходное нулевое состояние.

WRITE – сигнал записи.

READ – сигнал считывания.

В микропроцессоре предусмотрена возможность по запросам внешних устройств прерывать выполнение текущей программы и переходить на выполнение новой программы, так называемой прерывающей программы. После окончания выполнения прерывающей программы микропроцессор возвращается к выполнению основной программы с команды, на которой произошло прерывание. Сигнал разрешения прерывания выдается на соответствующий выход управляющего устройства микропроцессора.

Сигнал ^ ЗАПРЕТ ПРЕРЫВАНИЯ запрещает производить прерывание при обработке программы.

Микропроцессор может быть переведен в ведомый режим с помощью сигнала Захват. При этом микропроцессор отключается от внешних шин, предоставляя их в распоряжение некоторого внешнего устройства, и останавливает работу.

В каждом цикле микропроцессор выдает на выход СИНХРОНИЗАЦИЯ стробирующие импульсы – синхросигнал и на шину данных – информацию о состоянии.
7. Регистр признаков.

При выполнении всех арифметических и логических операций наряду с результатом вырабатывается 5 признаков, которые фиксируются в 5-ти разрядном регистре признаков.

Т_С - Признак переноса из восьмого в девятый разряд. Участвует в арифметических и логических операциях при переполнении разрядной сетки, кроме этого, он используется при циклических сдвигах аккумулятора вправо и влево.
Т_Z – Признак нуля. Устанавливается в состояние логической 1, если результат операции АЛУ или операции приращения содержимого регистра равен нулю. В остальных случаях Т_Z =0.
Т_S – Признак знака. Если в результате выполняемой операции результат положительный, то Т_S =0, если – отрицательный, то Т_S =1.
Т_Р – признак четности. Устанавливается в состояние лог.1, если число единиц а разрядах результата четно; если количество единиц нечетное, Т_Р=0.
Т_V – признак переноса из 4-го в 5-ый разряд.

1 2 3 4

Скачать файл (110.5 kb.)

Лекции по микропроцессорам в технике электросвязи - файл Курс лекций Микропроцессоры.doc

Доступные файлы (1):

Курс лекций Микропроцессоры.doc

Принцип работы

1.1. СТРУКТУРА ЦПЭ