Часть I.

для студентов

направления 550200 “Автоматизация и управление”

специальности 210500 “Системы автоматического управления летательными аппаратами”

очной формы обучения

Тула.

Оглавление.

ЛЕКЦИЯ №1 6

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МИКРОПРОЦЕССОРАХ И МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМАХ. 6

Предисловие 6

1.1 . Основные определения и классификация микропроцессорных систем. 9

1.2. Однокристальные МП. 10

1.2.1 Краткий исторический обзор развития. 10

ЛЕКЦИЯ №2 15

ОБЗОР МИКРОПРОЦЕССОРОВ ФИРМ КЛОНМЕЙКЕРОВ. СОВРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬ РАЗВИТИЯ ОДНОКРИСТАЛЬНЫХ МИКРОПРОЦЕССОРОВ. 15

2.1. Микропроцессоры-клоны. 15

2.2. Современные универсальные однокристальные микропроцессоры. 16

2.2.1. Процессоры фирмы AMD 21

2.2.2. Процессоры фирмы Cyrix. 22

2.2.3. Сравнительный анализ МП различных семейств. 22

2.2.4. Перспективы развития. 22

2.3. Программируемые микроконтроллеры. 23

ЛЕКЦИЯ №3 25

ОБЗОР МИКРОПРОЦЕССОРОВ С МИКРОПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И МИКРОПРОЦЕССОРОВ С СОКРАЩЕННЫМ НАБОРОМ КОМАНД. 25

3.1. МП с микропрограммным управлением. 25

3.2. МП с сокращенным набором команд. 26

3.2.1. RISC-процессоры: предпосылки создания. 26

3.2.2. Принципы RISC 27

3.2.3. Особенности RISC-процессоров. 28

3.2.4. Представители группы RISC-процессоров. 29

3.2.5. Цифровые процессоры обработки сигналов. 31

ЛЕКЦИЯ №4 34

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В МПС. 34

4.1. Способы кодирования информации в МПС. 34

4.2 Двоичный формат. 34

4.3. Двоично-десятичная система кодирования. 38

4.4. Шестнадцатиричная система счисления. 38

4.4. Формат с плавающей точкой. 39

4.5. Кодирование команд. 39

ЛЕКЦИЯ №5 41

АРХИТЕКТУРА МП И МПС. 41

5.1. Понятие организации и архитектуры МП и МПС. 41

5.2 Обобщенная функциональная схема МП. 42

5.2.1 Устройство управления на основе аппаратной реализации. 43

5.2.2. Программируемая логическая матрица. 44

ЛЕКЦИЯ №6 48

АРХИТЕКТУРА МП И МПС. (ПРОДОЛЖЕНИЕ) 48

6.1. Функциональная схема однокристального МП. 48

6.2 Структура адресного пространства МПС. 51

6.3 Взгляд программиста на адресное пространство. 52

6.4 Понятие стека. 53

ЛЕКЦИЯ №7 56

СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ 56

7.1 Основные определения. 56

7.2 Однокомпонентные способы адресации. 57

7.2.1 Прямой способ адресации. 57

7.2.3 Способы адресации с автомодификацией. 59

7.3 Многокомпонентные способы адресации. 60

ЛЕКЦИЯ №8 63

ОСНОВЫ ПРООГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКЕ АССЕМБЛЕРА ДЛЯ МП i8086. 63

8.1. Формат команд на языке встроенного ассемблера. 63

8.2. Архитектура МП i8086. 64

8.2.1 Сегментация памяти МП I8086. 64

8.2.2 Структура МП i8086. 66

8.2.3 Устройство шинного интерфейса. 67

8.2.4 Операционное устройство(ОУ). 67

8.3 Основные команды языка Ассемблер для МП i8086. 67

8.3.1 Команды пересылки данных. 68

ЛЕКЦИЯ №9 70

ОСНОВЫ ПРООГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКЕ АССЕМБЛЕРА ДЛЯ МП i8086. (продолжение). 70

9.1. Арифметические команды. 70

9.2. Логические команды. 71

9.3. Команды передачи управления. 72

9.4. Команды управления МП. 77

ЛЕКЦИЯ №10 78

ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. 78

10.1 Основные характеристики полупроводниковых запоминающих устройств. 78

10.2 Способы организации БИС ЗУ. 79

10.3 Классификация полупроводниковых ЗУ. 80

10.3.1. Статические ОЗУ (Static Random Access Memory). 82

10.3.2. ОЗУ динамического типа (Dynamic Random Access Memory DRAM). 82

10.3.3. КЭШ - память. 82

10.3.4. КМОП - ОЗУ. 83

ЛЕКЦИЯ №11 84

ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА. (продолжение) 84

11.1. Постоянные ЗУ. (Read Only Memory - ROM). 84

11.2. FLASH-память. 85

11.3. Корпуса модулей ЗУ. 87

11.4. Наращивание объема и разрядности памяти, построенной на полупроводниковых ЗУ. 87

ЛЕКЦИЯ № 12 89

ОРГАНИЗАЦИЯ МАГИСТРАЛЕЙ МПС. 89

12.1 Типы магистралей МПС. 89

12.2 Циклы обращения к магистрали. 90

12.3 Примеры архитектур системных магистралей современных МПС. 92

ЛЕКЦИЯ №13 96

МЕТОДЫ РАСШИРЕНИЯ АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА МПС. 96

13.1 Предварительные замечания. 96

13.2 Метод окна. 97

13.3 Метод базовых регистров. 99

13.4 Метод банков. 100

13.5 Метод виртуальной памяти. 101

ЛЕКЦИЯ №14 102

СИСТЕМА ПРЕРЫВАНИЙ. 102

14.1 Понятие системы прерываний, классификация систем прерываний. 102

14.2. Организация радиальной системы прерываний. 104

14.3. Расширение радиальной системы прерываний методом поллинга. 105

14.4. Организация векторной системы прерываний. 105

ЛЕКЦИЯ №15 108

ОРГАНИЗАЦИЯ СВЯЗИ МПС С ПЕРЕФЕРИЙНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ. 108

15.1. Классификация способов обмена информацией в МПС. 108

Прямой ввод/ вывод 109

15.3 Условный ввод-вывод. 110

15.4. Режим прямого доступа к памяти. 111

ЛЕКЦИЯ №16 113

ИНТЕРФЕЙСЫ МПС. 113

16.1. Принципы организации и классификация интерфейсов. 113

16.2. Элементная база интерфейсов. 116

16.3. Средства параллельного ввода/вывода. 117

ЛЕКЦИЯ №17 120

РАСШИРИТЕЛЬ ИНТЕРФЕЙСА ДЛЯ IBM-СОВМЕСТИМЫХ ПК. ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ИНТЕРВАЛЬНЫЙ ТАЙМЕР. 120

17.1. Расширитель интерфейса РС на основе ППА КР580ВВ55. 120

17.2 Программируемый интервальный таймер. 122

17.3. Модуль преобразования цифрового кода в ШИМ-сигнал на базе ПИТ. 125

ЛЕКЦИЯ №18 126

ИНТЕРФЕЙСЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ СВЯЗИ. 126

18.1. Общая характеристика последовательной связи. 126

18.2. Асинхронные последовательные интерфейсы. 127

18.3. БИС для организации последовательного интерфейса. 128

18.4. Модем. 130

18.5. Стандарты физической связи. Стандарт RS -232- C. 131