- •Основы микропроцессорной техники
- •В.И. Енин
- •В.И. Енин
- •Введение
- •После изучения дисциплины необходимо знать
- •После изучения дисциплины необходимо уметь
- •В.1. Роль и место курса “Микропроцессорная техника” в учебном процессе
- •1. Микропрограммные автоматы
- •После изучения главы необходимо знать
- •1.1. Автомат без памяти
- •1.2. Микропрограммный автомат
- •1.2.1. Автомат с памятью
- •1.2.2. Микропрограммный автомат в системе управления
- •1.2.3. Структурный автомат
- •1.3. Схемная реализация микропрограммных автоматов
- •2. МикропрограмМируемые контроллеры и микропроцессоры
- •После изучения главы необходимо знать
- •2.1. Блок микропрограммного управления
- •2.2. Блок обработки цифровых данных.
- •3. Принципы организации эвм
- •После изучения главы необходимо знать
- •3.1. Выполнение команд в эвм
- •Система команд и методы адресации
- •Подпрограммы
- •3.2. Общие принципы организации ввода-вывода
- •3.2.1. Программный режим ввода-вывода
- •3.2.2. Обмен информацией в режиме прерывания программы
- •3.2.3. Прямой доступ к памяти
- •3.2.4. Подключение внешних устройств
- •4. Архитектура однокристального микропроцессора
- •После изучения главы необходимо знать
- •4.1. Архитектура микропроцессора к580ик80а
- •4.1.1. Формат команд микропроцессора к580ик80а
- •4.1.2. Методы адресации микропроцессора к580ик80а
- •4.1.3. Команды безусловной и условной передач управления
- •4.1.4. Примеры команд процессора к580ик80а
- •4.2. Организация обмена в однокристальных микроЭвм
- •4.2.1. Функционирование микропроцессора
- •4.2.2. Подключение озу и регистров внешних устройств
- •5. Системы счисления и арифметические операции над числами
- •После изучения главы необходимо знать
- •5.1. Системы счисления для представления чисел в эвм
- •5.2. Представление в эвм целых двоичных чисел без знака
- •5.3. Представление в эвм целых чисел со знаком
- •5.3.1. Представление чисел со знаком в прямом коде
- •5.3.2. Представление чисел со знаком в дополнительном коде
- •5.3.3. Особенности выполнения сложения двоичных чисел без знака и со знаком
- •1. Примеры сложения чисел без знака.
- •2. Примеры сложения чисел со знаком.
- •5.4. Двоично-десятичная система представления чисел
- •5.5. Представление чисел в формате с плавающей точкой
- •Примеры представления чисел типа single
- •Примеры представления чисел типа real
- •6. Семейство процессоров х86
- •После изучения главы необходимо знать
- •6.1. Архитектура процессора 8086
- •Регистры процессора
- •Инструкции процессора
- •Сегментация памяти
- •Методы адресации
- •Распределение памяти
- •Прерывания
- •Функционирование
- •6.2. Процессоры 80286
- •Реальный режим
- •Защищенный режим
- •Прерывания
- •Регистр состояния задачи
- •Некоторые особенности функционирования
- •Функциональная схема pc at
- •7. Шина isa и интерфейсы сопряжения с устройствами управления
- •После изучения главы необходимо знать
- •7.1. Конструкция шины isa
- •Выводы шины isa
- •Распределение адресов на системной плате ат
- •Циклы магистрали
- •Прямой доступ к памяти
- •Регенерация памяти
- •Основные электрические характеристики линий isa
- •7.2. Проектирование устройств сопряжения для шины isa
- •7.2.1. Селекторы (дешифраторы) адреса
- •7.2.2. Операционная часть интерфейса
- •7.2.3. Микросхемы для построения интерфейсов Условные графические обозначения элементов цифровой техники
- •7.2.4. Микросхемы приемопередатчиков сигналов магистрали
- •Микросхемы селекторов адреса выходных регистров
- •8. Интерфейс centronics
- •После изучения главы необходимо знать
- •8.1. Порядок обмена по интерфейсу Centronics
- •8.2. Программируемый параллельный интерфейс ( ппи)
- •9. Обмен данными по интерфейсу rs-232
- •После изучения главы необходимо знать
- •9.1. Назначение линий связи rs-232
- •9.2. Подключение модема к rs-232
- •9.3. Подключение терминалов к rs-232
- •9.4. Подключение удаленных объектов управления
- •9.5. Назначение портов rs-232
- •10. Отсчёт реального времени в эвм
- •После изучения главы необходимо знать
- •10.1. Программируемый таймер
- •10.1.1. Режимы работы таймера
- •10.1.2. Таймер на системной плате ibm pc
- •10.2. Программируемый контроллер прерываний
- •10.2.1. Режимы работы пкп
- •10.2.2. Программирование пкп
- •10.3. Прерывания в ibm pc
- •10.3.1. Векторы прерывания
- •10.3.2. Прерывания bios и dos
- •10.3.3. Написание собственных прерываний
- •10.4. Отсчёт реального времени в эвм
- •10.5. Процедуры и функции для работы с прерываниями
- •После изучения главы необходимо знать
- •11.1. Архитектура 32-разрядных процессоров
- •11.1.1. Регистры процессора
- •11.1.2. Организация памяти
- •11.1.3. Режимы адресации
- •11.1.4. Ввод и вывод
- •11.1.5. Прерывания и исключения
- •11.1.6. Процессоры Pentium
- •11.2. Страничное управление памятью
- •11.3. Кэширование памяти
- •Кэш прямого отображения
- •Ассоциативный кэш
- •12. Однокристальные микроконтроллеры
- •После изучения главы необходимо знать
- •12.1. Однокристальный микроконтроллер к1816
- •12.2. Avr микроконтроллеры
- •12.3. Процессоры обработки сигналов
- •12.3.1. Однокристальный цифровой процессор обработки
- •12.3.2. Цифровые процессоры обработки сигналов (цпос)
- •13. Промышленное оборудование для цифровых систем управления
- •После изучения главы необходимо знать
- •13.1. Оборудование для централизованных систем управления
- •13.1.1. Персональные компьютеры для целей управления
- •13.1.2. Промышленные рабочие станции
- •13.1.3. Шасси для ibm совместимых промышленных компьютеров
- •13.1.4. Модульные промышленные компьютеры mic-2000
- •13.1.5. Процессорные платы
- •13.1.6. Устройства для сбора данных и управления
- •13.2. Оборудование для распределенных систем сбора данных и управления
- •13.2.1. Модули удаленного сбора данных и управления adam-5000
- •13.2.2. Модули удаленного сбора данных и управления adam-4000
- •13.3. Прикладное программное обеспечение
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Оглавление
- •Системы счисления и арифметические
9.1. Назначение линий связи rs-232
Протокол обмена поддерживается следующей системой сигналов. Назначение сигналов приведено для DTE устройств (ЭВМ).
TxD – выходные данные передаваемые в последовательном коде; для случая ЭВМ через этот вывод сигнал передается в линию данных, а в АПД (модеме) служит для приема данных ( как RxD в ЭВМ).
RxD – входные данные принимаемые в последовательном коде. В ЭВМ через этот вывод сигнал поступает из линии данных, а в АПД через этот вывод данные передаются в линию (как TxD в ЭВМ).
RTS (Request To Send) – выходной сигнал запроса на передачу, сигнал показывает, что компьютер готов к приему данных (входной приемный буфер пуст). Линия управляется со стороны компьютера. Сигнал должен быть активен до конца передачи.
CTS (Clear To Send) – входной сигнал готовности внешнего устройства (модема) к передаче (входной буфер модема чист). Используется приемником (модемом) для информирования передатчика (ЭВМ) о готовности к приему данных. Должен быть активен все время передачи. Если CTS переходит в неактивное состояние в середине передачи, то передатчик прекращает передачу и выдается сообщение об ошибке.
DTR (Data Terminal Ready) – выходной сигнал готовности терминала (ЭВМ), указывающий, что компьютер включен и готов к связи. Линия управляется со стороны компьютера.
DSR (Data Set Ready) – входной сигнал готовности внешнего устройства (модема) к работе. Он информирует, что модем включен и готов к работе; сигнал аналогичен DTR. Когда модем включен, DSR находится в активном состоянии.
Разъем RS-232 Таблица 9.1
Сигнал |
Контакт(25) |
Контакт(9) |
PG |
1 |
- |
TxD |
2 |
3 |
RxD |
3 |
2 |
RTS |
4 |
7 |
CTS |
5 |
8 |
DSR |
6 |
6 |
SG |
7 |
5 |
DCD |
8 |
1 |
DTR |
20 |
4 |
RI |
22 |
9 |
RI - индикатор вызова, говорит о приеме модемом сигнала вызова по телефонной сети.
SG - сигнальное заземление, 0 провод.
PG - защитное заземление, соединяющее корпуса приборов; присоединяется к экрану кабеля
Компьютер может иметь 25-контактный (DB-25) или 8 контактный (DB-9) разъем. Распределение сигнальных линий в стандартном разъеме DTE устройства представлено в таблице 9.1. В нестандартном 25-контактном разъеме используются еще линии входов/выходов для организации линий передачи данных типа токовая петля.
9.2. Подключение модема к rs-232
Разводка соединений и направление передачи сигналов между DTE-устройством (ЭВМ) и DCE-устройством (модемом) представлено на рисунке 9.4. В нормальном состоянии при включении устройств появляются сигналы DTR и DSR. Так устройства узнают о готовности к работе друг друга. Квитирование (обмен информацией о готовности) осуществляется сигналами CTS и RTS. DCE-устройство (модем) устанавливает положительное напряжение в линии CTS, что оно готово к приему данных. Терминал воспринимает этот сигнал, как готовность к приему данных ("путь свободен"). С другой стороны, терминал устанавливает положительное напряжение RTS, когда он готов к получению информации. Если оба сигнала CTS и RTS не положительны, то информация не будет передаваться ни в одном направлении. Если нет CTS , то терминал не передает информацию модему. Аналогично, если нет RTS, то DCE-устройство (модем) не передает информацию терминалу.
Положительное значение сигнала DCD указывает, что модем получил несущий сигнал с модема на другом конце линии. Отсутствие DCD говорит о приеме шумов.
Перед началом работы компьютер и модем подтверждают готовность сигналами DTR и DSR. Телефонный звонок вызывает сигнал RI поступающий в компьютер. Этот сигнал может вызвать вывод сообщения на экран и переход к программе обмена. Компьютер подтвердит готовность к обмену сигналом RTS, а модем - CTS. Если у компьютера появится необходимость приостановить прием информации (не успевает обработать), сигнал RTS буден убран и модем прекратит передачу. Когда компьютер освободится, сигнал RTS будет установлен и информация вновь будет передаваться через модем.
Для вывода сначала компьютер устанавливает сигнал DTR, а затем инструктирует модем связаться с удаленной станцией. После того, как модем установил связь, он устанавливает сигнал DSR Этот сигнал информирует компьютер, что модем готов к связи и в этот момент компьютер может установить сигнал RTS. Когда модем ответит сигналом CTS , то передача начинается.
При выводе, если модем не может достаточно быстро передавать данные, он снимает CTS, прося ЭВМ подождать с передачей. Установление CTS компьютер воспринимает как приглашение к передаче. При отсутствии квитирования процессор считает модем всегда готовым к обмену. Схема соединений для этого случая представлена также на рисунке 9.4.