Микропроцессоры и микроЭВМ - OXFORDST.RU

Микропроцессоры и микроЭВМ

Микропроцессоры и микро-ЭВМ

Микро-ЭВМ представляют собой совокупность нескольких ин­тегральных схем с большой степенью интеграции (БИС), взаимо­действующих между собой и с внешними устройствами через ин­формационные каналы. Основные элементы микрокомпьютера и связи между ними представлены на рис. 6.24.

Микропроцессор. Основным компонентом микро-ЭВМ, выпол­няющим вычислительные и управляющие функции, является мик­ропроцессор, называемый иногда центральным процессором. Микропроцессоры, выполняемые на кристалле полупроводника, в настоящее время являются наиболее важной продукцией электрон­ной промышленности. Некоторые функции подобных систем пер­воначально выполняли БИС, которые до появления микропроцес­соров находили широкое применение.

Микропроцессор способен выполнять самые разнообразные функции. Он осуществляет операцию выполнения последователь­
ности команд (программы), которые хранятся в блоках памяти, связанных с микропроцессором.

Компоненты, входящие в состав микропроцессора, представле­ны на его структурной схеме (рис. 6.24). В арифметико-логичес­ком устройстве (АЛУ) выполняются все арифметические и логи­ческие операции: сложение, вычитание, а также обработка кодов чисел. Регистры данных используются для промежуточных дей­ствий с данными и накопленной информацией, что сокращает число актов передачи информации в память и обратно. Они также обеспечивают передачу процессором данных и их прием в цент­ральный процессор. Адресные регистры предназначены для хра­нения адресов памяти и для связи с регистром данных для их передачи из памяти в интерфейс ввода—вывода и обратно. Блок управления выполняет управление и контроль за правильным ис­полнением команд. Генератор тактовых импульсов объединен с блоком управления. Его частота определяет оперативную скорость микропроцессора.

Память: ОЗУ и ПЗУ. Команды и данные хранятся в блоках памяти, которые содержат определенное, характеризующее объем памяти число адресов или ячеек.

В постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) программы хранятся постоянно. Они могут считываться, но не могут быть стерты. Поскольку в большинстве случаев каждая микро-ЭВМ используется лишь для одной конкретной цели, число программ, т. е. комплектов команд, которые необходимо хранить в памяти, ограничено. Поэтому программы микро-ЭВМ, как правило, хра­нятся в долговременной памяти, а набор команд неизменен. Тре­буемые программы «вживляются» в микро-ЭВМ при ее производ­стве. Необходимые постоянные, такие, как справочные данные, также хранятся в ПЗУ,

В оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) информация может записываться либо считываться в процессе работы. Дан­ные результаты промежуточных вычислений и т. п. могут быть сохранены в ОЗУ. Центральный процессор в соответствии с про­граммой может считать эти данные или, если требуется, изменить содержимое ячеек ОЗУ.

Микро-ЭВМ могут содержать как ОЗУ, так и ПЗУ. Различные постоянные и справочные данные, стандартные программы хра­нятся в ПЗУ, в то время как ОЗУ содержат параметры и куски программ, которые могут в процессе работы измениться.

Интерфейс ввода—вывода. Интерфейсы ввода—вывода обес­печивают связь между центральным процессором и внешним ми­ром. Цепи интерфейса передают данные от микропроцессора к периферийным устройствам и обратно и, кроме того, преобразуют внешнюю информацию в форму, пригодную для обработки в микро-ЭВМ.

Адресная и информационная шины и шина управления. Мик — ро-ЭВМ представляет собой устройство, построенное с использо­ванием микропроцессорных интегральных схем, информация меж­ду различными функциональными узлами которого передается по шинам управления, адресной и информационной. В микрокомпью­терах, содержащих 8-битовые микропроцессоры, как правило, имеется 8 линий в информационной шине, 16 линий в адресной и 6 в шине управления.

Программное обеспечение. Микропроцессор может выполнять различные функции только в том случае, если он обеспечивается набором команд, называемым программой. Микропроцессор вос­принимает информацию, выраженную исключительно в двоичной системе, при этом команды поступают в виде совокупности 1 или 0. Составление программы в двоичном коде трудоемко и чревато Ошибками. Поэтому программист, как правило, для составления команд использует обычный язык. Базовым языком для микро­процессоров является так называемый язык ассемблер, в котором используется символический (или мнемонический) код. Каждый микропроцессор имеет свою собственную транслирующую про­грамму на языке АССЕМБЛЕР. В этой символической кодирую­щей системе команда представляется группой из трех или четырех букв. Например, для микропроцессора МС6800 команда ADD используется для обозначения операции сложения, а команда LDAB означает загрузку аккумулятора В (Load Accumulator В). Команды в символическом коде не могут быть восприняты микро — » процессором, который работает только в бинарном коде. Про­грамма-транслятор на языке АССЕМБЛЕР преобразует команды так называемой исходной программы, записанные на символичес­ком языке, в бинарные команды объектной программы, которую может выполнить микропроцессор.

Таким образом, использование микро-ЭВМ предусматривает два вида обеспечения: схемное (аппаратное), определяющее со­вокупность электронных элементов и жестких связей между ними в микро-ЭВМ, и программное обеспечение, реализованное с по­мощью изменяемых пользователем или неизменных хранящихся в ПЗУ наборов команд.

Принципиальным преимуществом управления с помощью микро-ЭВМ является его гибкость, позволяющая программно изменять характеристики привода и выполняемые им функции без изменения элементной и схемной основы системы управления.

Микропроцессоры, микроЭВМ и персональные компьютеры

В настоящее время электронные цифровые вычислительные машины (ЭВМ) находят широкое применение в различных производственных системах управления и в быту. В информационных и управляющих системах используют управляющие и вычислительные машины разного уровня.

Микропроцессор – выполняет простые логические и арифметические операции с двоичными числами, имеет систему команд и тактовых прерываний, систему входных и выходных контактов для связи с другими устройствами. Как правило, он выполнен на одном кристалле, оформлен в виде одной микросхемы. Устройства, работающие с микропроцессором, снабжаются генератором тактовых импульсов на основе задающего кварцевого генератора (синхронизатора) и микросхемами памяти.

Однокристальная микроЭВМ – имеет микропроцессор и встроенные элементы памяти. Фактически это малая вычислительная машина, выполненная в виде одной микросхемы. Содержит процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), имеет контакты для подключения к внешнему запоминающему устройству.Она имеет также свою систему команд и тактовых прерываний, систему входных и выходных контактов для связи с другими устройствами. Различными способностями обладают восьми разрядная и 16-ти разрядная однокристальная ЭВМ.

Контроллер – это однокристальная микроЭВМ с встроенными дополнительными элементами для приема информации от нескольких аналоговых (8 или 16) и логических датчиков (8 или 16). Логические датчики – это датчики, принимающие два значения: 0 – закрыто (выключено), 1- открыто (включено). К встроенным устройствам относятся: мультиплексор (для последовательного опроса датчиков), аналогово-цифровой преобразователь, элементы ввода и вывода команд и данных. К подключаемым устройствам относятся: генератор тактовых импульсов, элементы питания, согласующие элементы к устройствам ввода/вывода.

Структурная схема контроллера приведена на рис. 3.11.

Рис. 3.11. Структурная схема контроллера

В настоящее время контроллеры широко используются в промышленных системах управления и выполняются в виде больших интегральных микросхем (БИС или микроЭВМ на одном кристалле). Используются они в системах сбора информации и как управляющая ЭВМ (УВМ).

УВМ, или контроллер, содержит следующие основные элементы: МП – микропроцессор, осуществляет управление всеми устройствами, проводит простые вычисления и распределение данных в оперативной памяти (ОЗУ); ЗУ (ОП) – оперативная память (ОЗУ+ПЗУ); ОЗУ служит для запоминания данных; ПЗУ — постоянная память — хранит программы и константы; ВП – внешняя память (внешнее ОЗУ); УВв – устройство ввода данных в процессор; УВыв — устройство ввода данных; ША – шина адресов; ШД – шина данных; ШУ – шина управляющих команд; ГТС – генератор тактовых сигналов.

УВв – входное устройство, служит для согласования данных при вводе процессор; УВыв — устройство связи с объектом управления. УВв имеет входы от 16 логических датчиков (обычно этоконтактные соединения: 1 — да, есть контакт; 0 -нет, нет контакта) и 8 входов от аналоговых датчиков. В УВв встроен мультиплексор и АЦП — аналогово-цифровой преобразователь. В УВыв встроен ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь;

Читайте также  Врачебный контроль и самоконтроль в процессе физического воспитания

Управляющая микроЭВМ или контроллер — это устройства на основе МП, а также запоминающих устройств (ЗУ), устройств управления и средств связи с периферийными устройствами (интерфейс). Управляющая микроЭВМ должна иметь средства сопряжения с объектом управления датчиками, АЦП, ЦАП. Совокупность микроЭВМ и средств сопряжения образует микропроцессорную систему сбора информации или систему управления.

Рассмотрим подробнее структурную схему контроллера на рис. 3.11.

В качестве УВв служат магнитные головки, телетайпы и АЦП. В качестве УВыв — дисплеи, печатающие устройства, ЦАП и т.п. Порты ввода и вывода предназначены для кратковременного хранения информации в процессе ввода, вывода и переключения каналов.

Входная информация делится на данные, над которыми выполняются операции, и программу, т. е. последовательность команд, описывающих выполняемые операции. Данные и программа задаются совокупностью двоичных чисел с числом разрядов, кратным 8 (1 байт).

Данные УВв поступают в порт ввода. Сигналы управления выбирают необходимый порт, обеспечивают запись данных, временное хранение в порте, а затем их передачу в шину данных (ШД), состоящую из совокупности т проводящих линий и обеспечивающую передачу m-разрядного слова. При магистральной организации связей элементы контроллера подключаются к общим магистралям – шине данных, шине команд и шине адресов.

Передача данных из порта ввода идет через буфе­рные усилители, которые могут находиться в одном из трех состояний: 1- передача данных в магистраль; 2 — прием данных из магистрали; 3 — отключение от магистрали.

Сигналы управления от микропроцессора задают режим передачи информации в магистраль, другие — в режим приема информации, остальные — отключают ввод. Для того чтобы работа МП не зависела от быстродействия УВв, данные и программа перед ее выполнением записываются в ОЗУ контроллера. Объем ОЗУ для микроЭВМ составляет единицы и десятки килобайт (1 Кбайт = 2 10 байт, т.е. 1024 восьмиразрядных слова). Кроме того, может подключаться внешняя флэш-память, или внешний жесткий диск.

Микропроцессор (МП) работает в следующей последовательности:

1) считывание команды из памяти; при этом номер ячейки памяти, где хранится первая команда, заносится в счетчик команд, а после выполнения команды число в счетчике автоматически увеличивается на 1, что обеспечивает последовательность выполнения следующей команды программы;

2) при каждом положении счетчика команд происходит считывание из памяти следующей информации: кода операции, которая выполняется по данной команде, и числа, над которым команда выполняется или его адреса;

3) проводится выполнение команды.

После выполнения команды выполняется команда «считывание» из следующей ячейки памяти, и цикл повторяется. Устройство управления с помощью генератора тактовых сигналов (ГТС) обеспечивает требуемую последовательность работы и выполнение этапов команды. Выполнение одной команды происходит за несколько машинных циклов, каждый из которых содержит несколько циклов работы кварцевого ГТС.

Команды в МП представляются в виде двоичных 8-ми разрядных слов. Команда записывается вместе с адресами ячеек памяти, где хранятся числа. Программа может быть записана непосредственно в машинных командах, однако этот процесс очень сложен и утомителен. Кроме того возникают трудности при отладке программы. Для упрощения программирования используют компилирующие языки типа Ассемблер, Фортран, ПЛ. При этом перевод программы в машинные команды существенно увеличивает число выполняемых команд, и время обработки данных увеличивается. Поэтому для контроллеров, обрабатывающих данные от быстропротекающих процессов, необходимо программирование в машинных командах.

Контроллеры постоянно усложняются, и существует много их модификаций. Они имеют устройства для обмена данными с центральным процессором (диспетчерской ЭВМ). Обычно в автоматизированной системе управления (АСУ) содержится много контроллеров (УВМ). Связь с центральным процессором может быть непосредственной и через общую шину данных (магистральный интерфейс).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Реферат на тему: «Микропроцессоры и микроЭВМ» (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5

Министерство Образования Российской Федерации

Воронежский Государственный Технический Университет

Реферат на тему:

«Микропроцессоры и микроЭВМ»

студент гр. РАС-012

г. Воронеж 2003г.

Структурная схема, принцип работы микропроцессора

Архитектуры, типы, характеристики и параметры микропроц.

Микропроцессор AMD Duron 1100 (Morgan)

Современные технологии полупроводникового производства

Список литературы, источники

Характерной чертой научно-технического прогресса, определяющей мощный дальнейший подъем общественного производства, является широкое внедрение электроники во все отрасли народного хозяйства.

Современная электронная цифровая вычислительная техника широко применяется в народном хозяйстве. В настоящее время создано четыре поколения ЭВМ с улучшающимися технико-экономическими показателями, что способствует дальнейшему расширению сферы

применения ЭВМ и их эффективности.

Четвертое поколение ЭВМ на основе интегральных схем с большой степенью интеграции элементов (БИС) появилась в начале 70-х годов и существенно изменило параметры ЭВМ всех классов. Вместе с тем возник совершенно новый класс ВТ на основе БИС — микропроцессорные вычислительные машины — микроЭВМ.

В конце 70-х годов в результате интеграции всех электронных устройств ЭВМ в одном кристалле были созданы однокристальные микроЭВМ, вычислительная мощность которых не уступает вычислительной мощности средних ЭВМ начала 70-х годов.

Микропроцессоры и микроЭВМ стали новым массовым классом ЭВМ вследствие малой материалоемкости и стоимости, низкого энергопотребления и высокой надежности. Отечественной промышленностью ежегодно производится несколько десятков тысяч микроЭВМ), сотни тысяч микропроцессоров и микрокалькуляторов на их основе. Разрабатываются операционные системы общего применения и стандартное программное обеспечение микроЭВМ.

Массовость этого нового класса и его высокие технико-экономические параметры оказывают революционизирующее влияние на целое поколение приборов, оборудования, агрегатов со встроенными микропроцессорными средствами.

Микропроцессоры и микроЭВМ применяют в различных областях народного хозяйства (в управлении технологическими процессорами, информационных и измерительных комплексах, энергетике, медицине и др.). На базе выпускаемых микропроцессоров и микроЭВМ созданы высокопроизводительные устройства числового программного управления. Крупносерийное производство ряда моделей мини-ЭВМ позволяет начать работы по созданию нескольких типов проблемно-ориентированных комплексов для автоматизации научных исследований и технологических процессов. Особое значение микроЭВМ приобретают в связи с реализацией школьной реформы. МикроЭВМ положены в основу организуемых в каждой школе учебных классов по дисциплине «Основы информатики и вычислительной техники».

Построение ЭВМ на основе микропроцессорных БИС позволяет уменьшить стоимость микроЭВМ, сравнимых по своим параметрам с ранее созданными ЭВМ, в 103 — 104 раз, габаритным размерам — в (2-3)x104 раз, по мощности потребления — в 105 раз. Это означает, что без увеличения общих затрат микроэлектронная технология позволяет обществу произвести в сотни и тысячи раз больше ЭВМ, чем ранее.

Микропроцессор – функционально законченное устройство обработки информации, управляемое хранимой в памяти программой. Появление микропроцессоров (МП) стало возможным благодаря развитию интегральной электроники. Это позволило перейти от схем малой и средней степени интеграции к большим и сверхбольшим интегральным микросхемам (БИС и СБИС).

По логическим функциям и структуре МП напоминает упрощенный вариант процессора обычных ЭВМ. Конструктивно он представляет собой одну или несколько БИС или СБИС.

Читайте также  Демографическая проблема в мире

По конструктивному признаку МП можно разделить на однокристальные МП с фиксированной длиной (разрядностью) слова и определенной системой команд; многокристальные (секционные) МП с наращиваемой разрядностью слова и микропрограммным управлением (они состоят из двух БИС и более).

В последнее время появились однокристальные МП с микропрограммным управлением.

Архитектура многокристального МП с микропрограммным управлением позволяет достичь гибкости в его применении и сравнительно простыми средствами организовать параллельное выполнение отдельных машинных операций, что повышает производительность ЭВМ на таких МП.

Несмотря на то, что возможности многокристальных МП существенно выше, чем у однокристальных, многие прикладные задачи успешно решаются на основе однокристального микропроцессора.

ЭВМ получили широкое распространение, начиная с 50-х годов. Прежде это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в государственных учреждениях и крупных фирмах. Размеры и форма цифровых ЭВМ неузнаваемо изменились в результате разработки новых устройств, называемых микропроцессорами.

Микропроцессор (МП) — это программно-управляемое электронное цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки, выполненное на одной или нескольких интегральных схемах с высокой степенью интеграции электронных элементов.

В 1970 году из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ — первый микропроцессор Intel-4004, который уже в 1971 году был выпущен в продажу.

15 ноября 1971 г. можно считать началом новой эры в электронике. В этот день компания приступила к поставкам первого в мире микропроцессора Intel 4004.

Это был настоящий прорыв, ибо МП Intel-4004 размером менее 3 см был производительнее гигантской машины ENIAC. Правда работал он гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации (процессоры больших ЭВМ обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но и стоил первый МП в десятки тысяч раз дешевле.

Кристалл представлял собой 4-разрядный процессор с классической архитектурой ЭВМ гарвардского типа и изготавливался по передовой p-канальной МОП технологии с проектными нормами 10 мкм. Электрическая схема прибора насчитывала 2300 транзисторов. МП работал на тактовой частоте 750 кГц при длительности цикла команд 10,8 мкс. Чип i4004 имел адресный стек (счетчик команд и три регистра стека типа LIFO), блок РОНов (регистры сверхоперативной памяти или регистровый файл — РФ), 4-разрядное параллельное АЛУ, аккумулятор, регистр команд с дешифратором команд и схемой управления, а также схему связи с внешними устройствами. Все эти функциональные узлы объединялись между собой 4-разрядной ШД. Память команд достигала 4 Кбайт (для сравнения: объем ЗУ миниЭВМ в начале 70-х годов редко превышал 16 Кбайт), а РФ ЦП насчитывал 16 4-разрядных регистров, которые можно было использовать и как 8 8-разрядных. Такая организация РОНов сохранена и в последующих МП фирмы Intel. Три регистра стека обеспечивали три уровня вложения подпрограмм. МП i4004 монтировался в пластмассовый или металлокерамический корпус типа DIP (Dual In-line Package) всего с 16 выводами. В систему его команд входило всего 46 инструкций.

Вместе с тем кристалл располагал весьма ограниченными средствами ввода/вывода, а в системе команд отсутствовали операции логической обработки данных (И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), в связи с чем их приходилось реализовывать с помощью специальных подпрограмм. Модуль i4004 не имел возможности останова (команды HALT) и обработки прерываний.

Цикл команды процессора состоял из 8 тактов задающего генератора. Была мультиплексированная ША (шина адреса)/ШД (шина данных), адрес 12-разрядный передавался по 4-разряда.

1 апреля 1972 г. фирма Intel начала поставки первого в отрасли 8-разрядного прибора i8008. Кристалл изготавливался по р-канальной МОП-технологии с проектными нормами 10 мкм и содержал 3500 транзисторов. Процессор работал на частоте 500 кГц при длительности машинного цикла 20 мкс (10 периодов задающего генератора).

В отличие от своих предшественников МП имел архитектуру ЭВМ принстонского типа, а в качестве памяти допускал применение комбинации ПЗУ и ОЗУ.

По сравнению с i4004 число РОН уменьшилось с 16 до 8, причем два регистра использовались для хранения адреса при косвенной адресации памяти (ограничение технологии — блок РОН аналогично кристаллам 4004 и 4040 в МП 8008 был реализован в виде динамической памяти). Почти вдвое сократилась длительность машинного цикла (с 8 до 5 состояний). Для синхронизации работы с медленными устройствами был введен сигнал готовности READY.

Микропроцессоры и микро-эвм

Целью изучения дисциплины “Микропроцессоры и микро-ЭВМ” является формирование у студентов знания общей методологии, а также конкретных методов проектирования основных разновидностей современных микропроцессорных средств.

Необходимо учитывать, что современное техническое оборудование предполагает обязательное использование ЭВМ в профессиональной деятельности инженера, конструктора или технолога. Уникальность применения МПС состоит прежде всего в том, что, не изменяя как таковое физическое устройство ЭВМ, ее аппаратуру, можно заставить компьютер выполнять самые различные функции, превращая его либо в систему автоматического проектирования сложных устройств, либо в обучающее устройство, либо в игровой автомат.

Важно помнить, что главный смысл компьютерной революции заключается в качественно новом характере повышения уровня автоматизации в большинстве сфер производственной деятельности, что позволяет повысить производительность труда, снизить себестоимость выпускаемой продукции и значительно сократить ручные операции.

При создании автоматизированных симстем различного назначения в качестве их основы широко используются два класса средств цифровой техники:

а) устройства с жесткой структурой, выполненные на базе цифровых логических схем;

б) электронные вычислительные машины (ЭВМ).

Устройства с жесткой структурой обычно содержат большое число интегральных схем (ИС) малой и средней степени интеграции. Эти схемы устанавливаются на платах, а их выводы соединяются в соответствии с реализуемыми функциями. Любое изменение функций требует изменения схемы (т. е. перепайки соединений, замены ИС), конструкции, проверочных тестов. Поэтому главные недостатки устройств с жесткой структурой — большое время проектирования и изготовления и трудности внесения изменений.

Системы на основе ЭВМ могут легко перестраиваться с реализации одной функции на другую, для этого достаточно составить и занести в память новую программу. При использовании серийных ЭВМ это значительно сокращает сроки проектирования, изготовления и настройки системы. Однако высокая стоимость ЭВМ часто делает экономически нецелесообразной разработку цифровых систем на основе этого подхода.

Успехи полупроводниковой технологии привели к появлению больших интегральных схем (БИС) с плотностью размещения компонентов до десятков тысяч транзисторов на кристалле. Использование БИС позволяет значительно повысить эффективность цифровых систем — увеличить их производительность и надежность, уменьшить габариты, массу, потребляемую мощность. Таким образом появляется возможность устройства с жесткой аппаратной логикой выполнять на основе заказных специализированных БИС. Но стоимость заказных БИС, определяемая объемом их выпуска, является слишком высокой для изготовителей БИС. Поэтому, как правило, заказные БИС экономически невыгодны ни для изготовителей ИС ни для изготовителей цифровых систем. Применение заказных БИС может быть оправдано или при весьма ответственном назначении цифровой системы или при высокой серийности системы или отдельных БИС, например калькуляторов, электронных часов.

Указанные обстоятельства привели к появлению нового подхода к проектированию цмфровых систем — на основе программируемой логики. Этот подход предполагает использование при построении систем стандартной универсальной БИС (одной или нескольких), работающих под программным управлением, которая получила название микропроцессора (МП). Таким образом, если разработчик систем на основе устройств с жесткой структурой для реализации необходимых функций может пользоваться только аппаратными средствами, то при построении систем на основе программируемой логики он получает в свое распоряжение как аппаратные, так и программные средства.

Читайте также  Медицина и врачевание в Киевской Руси

При изучении дисциплины будем использовать следующие основные понятия и определения:

Процессор — центральное устройство (или комплекс устройств) ЭВМ или вычислительной системы, которое выполняет арифметические и логические операции, управляет вычислительным процессом и координирует работу периферийных устройств системы.

Микропроцессор — это обрабатывающее и управляющее устройство, выполненное с использованием технологии БИС (часто на одном кристалле) и обладающее способностью выполнять под программным управлением обработку информации, включая ввод и вывод информации, арифметические и логические операции и принятие решений.

Микропроцессорная БИС — интегральная микросхема, выполняющая функцию МП или его части (БИС с процессорной организацией, разработанная для построения микропроцессорных систем).

Микропроцессорный комплект (МПК) — совокупность микропроцессорных и других интегральных микросхем, совместимых по конструктивно-технологическому исполнению и предназначенных для совместного применения при построении МП, микро-ЭВМ и других средств вычислительной техники.

Контроллер — это микро-ЭВМ с небольшими вычислительными ресурсами, обедненной периферией и упрощенной системой команд ориентированная не на производство вычислений, а на выполнение процедур логического управления различным оборудованием. Контроллеры часто применяют в качестве встраиваемых в различные станки, машины, технологические процессы.

Микроконтроллер — это микропроцессорное устройство ориентированное не на производство вычислений, а на реализацию заданной функции управления.

Микро-ЭВМ — это вычислительная или управляющая система выполненная на основе одного или нескольких МП содержащая БИС постоянной и оперативной памяти, БИС управления вводом и выводом информации и оснащенная необходимым периферийным оборудованием (дисплей, печатающее устройство, накопители на магнитных дисках и т. п.).

Мини-ЭВМ (малая ЭВМ) — малогабаритные ЭВМ общего применения малой или средней производительности используемые главным образом для решения несложных инженерно-технических задач. Специализированные мини-ЭВМ используются в системах автоматического управления.

Микропроцессорная система (МП-система) — специализированная информационная или управляющая система, построенная на основе микропроцессорных средств, т. е. набора микропроцессорных схем.

Тема 6.14. Микропроцессоры и микро ЭВМ

Студент должен иметь представление:

· о микропроцессах и микро-ЭВМ ( место в структуре вычислительной техники для комплексной автоматизации управления производством; архитектура и функции; примеры применения микропроцессорных систем)

Микропроцессоры и микро ЭВМ, их место в структуре вычислительной техники для комплексной автоматизации управления производством, в информационно-измерительных системах в технологическом оборудовании.

Архитектура и функции микропроцессоров; типовая структура микропроцессора и ее состовляющие; вспомогательные элементы микропроцессоров; устройство управления, стековая память.

Полупроводниковые запоминающие устройства (ЗУ): классификация ЗУ; основные качественные показатели.

Интерфейс в микропроцессорах и микро-ЭВМ; обмен информацией между ЗУ и устройствами ввода и вывода; устройство ввода и вывода интерфейса.

Периферийное оборудование микро-ЭВМ, устройство ввода-вывода, системы отображения информации; специализированные периферийные устройства.

Серийно выпускаемые микропроцессорные комплекты (МКП), микро-эвм, программное обеспечение, стандартизация в области МКП; примеры применения микропроцессорных систем.

Методические указания:

Микропроцессоры – это обрабатывающее и управляющее устройство , выполненное с использованием технологий больших интегральных схем (БИС) и обладающие способностью выполнять под программным управлением обработку информации , включая ввод и вывод информации , принятие решений , арифметические и логические операции.

В состав микропроцессора входят арифметико-логическое устройство , схема управления и синхронизации ,регистр – аккумулятор, сверхоперативное запоминающее устройство , программный счетчик , адресный стек , регистр команд и дешифратор кода операции , схема управления памятью и вводом-выводом.

Микро-ЭВМ – это вычислительная и управляющая система , выполненная на основе микропроцессора , в состав которой входят программная памят , память данных ( оперативное запоминающее устройство ) ,устройство ввода-вывода ,генератор тактовых сигналов ,а также другие устройства ,выполненные с использованием БИС или элементов с меньшей степенью интеграции.

МП и микро-ЭВМ имеют два основных направления применения : первое- традиционное для средств ВТ и второе – нетрадиционное , в котором до появления МП использование средств ВТ не предполагалось , в системах управления технологическими процессами , в измерительных приборах и др.

Микро-ЭВМ имеют ряд преимуществ по сравнению с мини-ЭВМ : достаточно мощная система команд с развитой системой адресации , многоуровневая система прерываний и малое время реакции на запросы , наличие каналов прямого доступа памяти , периферийный интерфейс в виде одной или нескольких БИС ввода-вывода .Микро-ЭВМ имеют на порядок лучшее показатели , чем мини-ЭВМ , по отношению стоимости к числу команд или к числу регистров общего назначения.

Микро-ЭВМ уступают мини-ЭВМ по следующим показателям: меньшая разрядность и в два-три раза меньшее быстродей -ствие.

Применение микро-ЭВМ в системах управления, в измерительных приборах и др. определятся следующими основными преимуществами по сравнению с устройствами с жесткой структурой : значительно большая гибкость, простота конструкций, меньшая стоимость, более высокая надежность. Данные преимущества систем на основе МП обусловили их применение вместо систем в жесткой структурой как основное направление применения.

Вопросы для зачета

1. Электрическое поле. Взаимодействие электрических зарядов.

2. Силовая характеристика электрического поля: напряженность.

Графическое изображение электрических полей. 3. Закон Кулона. Работа электрического поля.

4. Электрические цепи постоянного тока. Основные элементы электрической

5. Постоянный ток. Закон Ома для участка цепи и для всей цепи.

6. Сложные электрические цепи. Законы Кирхгофа

7. Сложные электрические цепи. Понятия: узел, ветвь, контур

9. Последовательное и параллельное соединение резисторов. Эквивалентное сопротивление, ток, напряжение

10. Магнитное поле и его характеристики

11. Эл. магнитная индукция. Магнитные силовые линии: правило буравчика

12. Явление самоиндукции. Сила Лоренца: правило левой руки

13. Явление взаимоиндукции. Магнитный поток. Правило правой руки

14. Классификация измерительных приборов

15. Устройство, принцип действия измерительных механизмов

16. Явление переменного тока. Уравнения и графики синусоидальных величин

17. Характеристики синусоидальных величин: амплитуда, действующее значение, мгновенное значение, период.

18. Цепь переменного тока с последовательным соединением R, L, C

19. Последовательное соединение с сопротивлением и индуктивностью.

20. Последовательное соединение с сопротивление и емкостью.

21. Многофазная система электрических цепей. Роль нулевого провода

22. Получение трехфазного тока (ЭДС)

23. Соединение приемников звездой

24. Соединение приемников треугольником

25. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора

26. Режимы холостого хода и короткого замыкания трансформатора 27.Понятие измерения, электроизмерительного прибора, погрешности измерений

28. Устройство, назначение машин переменного тока

29. Принцип действия асинхронного двигателя

30. Электрические машины постоянного тока

31. Принцип действия двигателей постоянного тока

32. Принцип действия генератора постоянного тока

33. Автоматизация производственных процессов

34. Элементы автоматики

35. Система автоматического контроля

36. Система автоматического регулирования, управления

37. Понятие об электроприводе. Состав электропривода

38. Режимы работы электродвигателей

39. Устройства управления электроприводом

40. Передачи и распределения электрической энергии

41. Назначение и классификация электрических сетей. Схемы эл. снабжений

42. Классификация материалов по проводимости: проводники, диэлектрики и полупроводники

43. Полупроводниковые приборы. Электрофизические свойства полупроводников

44. Электрофизические свойства полупроводников

45. Устройство, принцип действия диодов

46. Устройство, принцип действия транзисторов

47. Фотоэлектронные приборы

48. Виды фотоэффекта

49. Электронные выпрямители

51. Одно — двухполупериодное выпрямление

52. Электронные усилители

53. Усилительный каскад. Принцип усиления

54. Электронные генераторы

55. Электронный генератор с линейно-изменяющимся напряжением

56. Электронно-лучевой осциллограф

57. Электронные устройства автоматики

58. Устройство электронно-лучевого осциллографа

59. Интегральные схемы микроэлектроники

60. Микропроцессоры, их место в структуре вычислительной техники

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: