WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 24 |

БУРЕЕВ ЛЕВ НИКОЛАЕВИЧ

ДУДКО АЛЕКСЕЙ ЛЬВОВИЧ

ЗАХАРОВ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

Простейшая микроЭВМ.

Проектирование.

Наладка.

Использование © Энергоатомиздат, 1989 ПРЕДИСЛОВИЕ Появление микропроцессоров сыграло важную роль в развитии вычислительной техники, средств обработки информации и управляющих устройств, являющихся основой автоматизации в различных сферах челове­ческой деятельности. Неослабевающий интерес к микропроцес­сорам объясняется такими их особенностями, как низкая стои­мость, высокая надежность, компактность и значительные функциональные и вычислительные возможности, позволяющие применять их даже там, где использование средств цифровой обработки информации ранее считалось нецелесообразным. В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом изда­ется весьма обширная литература по микропроцессорной тех­нике и возможностям ее применения. И все же книг с описанием реально построенных конструкций и устройств на базе микро­процессоров явно недостаточно для удовлетворения постоянно растущего спроса на такие публикации. Именно это побудило авторов взять на себя смелость написать нечто вроде руковод­ства, ориентированного на читателя, пожелавшего ознакомиться с работой простейшей микроЭВМ или заняться ее изготовле­нием.

Конечно, эта книга — не инструкция по изготовлению мик­роЭВМ в полном смысле этого слова, хотя в ней довольно по­дробно описываются конструкция вычислительной машины и ее работа. Основная цель книги — помочь разобраться в том, что такое микропроцессор, как он работает, как необходимо его программировать и как на его основе можно создавать разно­образные устройства, применяющиеся в технике, в быту, в по­вседневной практической деятельности.

Современный микропроцессор довольно сложное устрой­ство, работу которого не удается описать в деталях вне связи с системой, в составе которой он функционирует (в отличие от других более простых электронных приборов, таких напри­мер, как электронная лампа). К сожалению, в специальной ли­тературе микропроцессор в подавляющем большинстве случаев описывается автономно. Из такого описания не всегда понятны детали его работы и особенности применения. Предлагаемая читателям книга в некоторой степени восполняет этот пробел. Авторами описывается схема простейшей микроЭВМ как пример простейшей микропроцессорной системы. Будет или не будет читатель строить эту микроЭВМ — не так уж и важно. Важно, что на базе этой конкретной микропроцессорной си­стемы он получит необходимые сведения о работе микропро­цессора и сможет построить в дальнейшем аналогичные системы по своему выбору и вкусу.

Выступая в 1970 г. с докладом о перспективах развития и применения вычислительной техники на конференции в Мос­ковском физикотехническом институте, академик В. М. Глушков говорил о том, что недалек тот день, когда вычислительная техника шагнет в повседневную жизнь и буквально каждая семья сможет получить доступ к вычислительным ресурсам. Во времена господства универсальных вычислительных машингигантов это высказывание представлялось по меньшей мере весьма смелым прогнозом. Но прошли годы и вот уже микро­электроника стучится в двери наших квартир, появляется на рабочих местах в учреждениях, приближая тот день, когда вы­числительные машины станут для нас столь же привычными в быту, как холодильники, стиральные машины и цветные телевизоры.

Отсюда ясно, как важна популяризация тех знаний, которые раньше были необходимы лишь специалистам. В особенности это касается знаний в следующих трех областях: математиче­ской логике, программировании и электронике. Но даже спе­циалисты, равным образом ориентирующиеся в указанных трех областях, в настоящее время встречаются не так уж часто. Пользователи ЭВМ прошлых поколений практически никогда не сталкивались с аппаратной реализацией своих программ, а специалисты в области электроники, как правило, не занима­лись программированием. Поэтому широкая подготовка спе­циалистов нового типа — насущная проблема сегодняшнего дня.

Данная книга вовсе не претендует на роль учебного пособия с изложением основ математической логики, электроники и программирования. Цель у книги другая — привлечь широкий круг читателей к относительно новому, увлекательному миру конструирования микроэлектронных устройств на базе микро­процессорной техники, сфера применения которых не ограничи­вается традиционными вычислительными задачами. Создание программируемых устройств с широкими функциональными возможностями микроэлектронных помощников (пусть на первое время совсем простых), повышающих эффективность интеллектуальной деятельности на производстве и дома, вот, может быть, самая интересная и многообещающая область ис­следований в наш век всеобщей компьютеризации.



Необходимо заметить, что авторы вовсе не хотели бы скло­нить будущих конструкторов к попытке воспроизвести копию промышленной микроЭВМ. Любительским конструкциям труд­но тягаться с изделием, выпускаемым промышленностью. Тем не менее широкое привлечение любителей к микроэлек­тронному конструированию позволит в ряде случаев найти те оригинальные технические решения, которые в дальнейшем могут быть использованы целиком в конструкциях соответст­вующих промышленных изделий или положены в их основу. Для чтения книги не требуется специальных знании в области микропроцессорной техники. Тем не менее предполагается, что читатель сможет, пользуясь приведенными в книге рекоменда­циями самостоятельно собрать простую ЭВМ из малодефицит­ных деталей, отладить ее, проделать на ней ряд упражнении по программированию решения различных задач, а также изучить способы подсоединения дополнительных внешних устройств, значительно расширяющих возможности построенной машины. Хотя описываемая микроЭВМ построена по универсальной схеме, допускающей наращивание аппаратуры до широких пре­делов (скажем, до масштабов персональной ЭВМ), основное назначение ее учебное, т. е. позволяющее в максимально ко­роткое время получить навыки основ программирования и проектирования микропроцессорных систем. С этой целью читателю дается весь необходимый материал, приводятся реаль­ные схемы с реальными характеристиками. В отличие от боль­шинства подобных изданий в книге описываются не только отдельные узлы машины, но и целиком вся ее схема. Выводы всех микросхем промаркированы, и каждая микросхема опи­сана в деталях. Поэтому читателю нет необходимости обра­щаться к зачастую труднодоступным справочным источникам. Главы 14, а также приложение 1 (система команд микропроцессора КР580ВМ80А) написаны В.Н. Захаровым, гл. 57 написаны А. Л. Дудко, а гл. 810 Л. Н. Буреевым. Принци­пиальная электрическая схема описываемой микроЭВМ (при­ложение 2) разработана А. Л. Дудко, а описываемые схемы сопряжения микроЭВМ с дополнительными внешними устрой­ствами (в том числе с бытовыми телевизором и магнитофо­ном), а также схема статического аппаратного эмулятора разра­ботаны Л. Н Буреевым. Предисловие к книге написано автора­ми совместно.

Авторы позволяют себе надеяться, что книга окажется полез­ной не только будущим конструкторам микроЭВМ, но и всем тем, кто стремится расширить свои знания в области примене­ния микропроцессорной техники.

Авторы выражают признательность рецензенту канд. техн. наук В. Ф. Корнюшко и редактору проф. Д. А. Поспелову за доброжелательную критику и замечания, которые способство­вали улучшению содержания и стиля книги.

Все замечания по содержанию книги, методике изложения, а также все предложения по усовершенствованию схемы и конструкции описываемой машины авторы примут с благо­дарностью. Пожелания и замечания просьба направлять по адресу: 113114, Москва, М114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.

Авторы ЧТО ТАКОЕ МИКРОЭВМ? 1.1. ТИПЫ МИКРОЭВМ И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ Понятие микроЭВМ отнюдь не означает, что пользователь имеет дело с упрощенным вариантом обычной ЭВМ, обладающим весьма ограниченными возможно­стями В истории создания вычислительных машин десятилетие с 70х по 80е годы сыграло важную роль. Благодаря успехам микроэлектронной технологии появилась возможность конст­руировать вычислительные машины небольших габаритов, с ма­лым потреблением электроэнергии и в достаточной мере "про­изводительные". Вычислительные возможности современных микроЭВМ не уступают возможностям средних ЭВМ начала 70х годов. Если понятие ЭВМ неразрывно связано с понятием вычислительного центра, крупного предприятия или сложной технической системы, то микроЭВМ это массовое изделие, доступное не только небольшим производственным коллекти­вам но и отдельным лицам вследствие невысокой стоимости, малой материалоемкости, низкого энергопотребления, высокой надежности. МикроЭВМ может быть использована для управле­ния производством, а также отдельной, в ряде случаев сложной технической системы, как элемент оборудования рабочего места конструктораисследователя или научного работника, в быту и во многих других сферах.





Переворот в технике конструирования ЭВМ произошел вследствие перехода к изготовлению основных узлов вычисли­тельной машины (и в частности, ее главного узла центрального процессорного элемента) в габаритах одной микросхемы или нескольких микросхем с площадью размещения активных элементов в каждой микросхеме порядка 100 мм2 и менее. При разработке такого процессора, получившего название "микро­процессор" (МП), было учтено требование максимального ис­пользования аппаратурных возможностей выполнения им вы­числительных или логических функций.

В конструктивном отношении микропроцессоры могут быть однокристальными (выполненными в виде одной микросхемы), многокристальными (выполненными в виде нескольких разно­типных микросхем, каждая из которых представляет собой функционально законченную часть логической схемы процессо­ра) и секционными многокристальными (выполненными в виде нескольких однотипных микросхем, представляющих собой отдельные секции, позволяющие построить процессор с числом разрядов, пропорциональным числу используемых секций).

Кроме МП, предназначенных для обработки дискретной ин­формации, существуют аналоговые микропроцессоры (АМП), предназначенные для обработки аналоговой информации. В их структуру включены аналогоцифровые (аналогодискретные) и цифроаналоговые (дискретноаналоговые) преобразователи, т. е. устройства, преобразующие аналоговый сигнал (например, непрерывно меняющееся входное напряжение) в цифровой (набор напряжений двух фиксированных уровней, представляю­щих двоичный код) и обратно. Обработка аналоговой информа­ции, преобразованной в дискретную, производится в АМП, как и в обычном микропроцессоре. Кроме однокристальных микропроцессоров существуют однокристальные микроЭВМ (ОМЭВМ), представляющие собой микросхему, объединяю­щую в своем составе все основные устройства, необходимые для ее функционирования.

При использовании ОМЭВМ необходимо добавить источник питания, внешние устройства и в ряде случаев дополнительное внешнее запоминающее устройство. На базе МП или ОМЭВМ может быть построена одноплатная микроЭВМ, представляю­щая собой законченный конструктивный элемент. Одноплат­ная микроЭВМ может входить в состав многоплатной микроЭВМ, включающей, кроме того, платы сопряжения с внешними устройствами, а также источник питания, пульт управления, аппаратуру индикации ("голая микроЭВМ"). Если "голую микроЭВМ" "одеть" внешними устройствами (алфавитноцифровой клавиатурой, дисплеем, накопителем на гибком магнитном диске и т. п.), то получится вычислительный ком­плекс.

Одноплатная микроЭВМ, ОМЭВМ и "голая микроЭВМ" могут быть использованы в составе управляющих систем или измерительных комплексов. Примерами ОМЭВМ являются однокристальные восьмиразрядные микроЭВМ серии К 1816, однокристальные четырехразрядные микроЭВМ серий К 1820 и К 1814. К одноплатным машинам относится, например, мик­роЭВМ "Истра", а к многоплатным — микроЭВМ "Электрони­ка 60", ЕС1840, "Квант" и др.

По способу реализации системы команд микроЭВМ раз­деляются на два типа. В микроЭВМ первого типа система команд является постоянной (фиксированной), а в микроЭВМ второго типа изменяемой (программируемой на уровне мик­рокоманд). Более простыми, дешевыми и распространенными являются машины первого типа.

К наиболее распространенным микроЭВМ, выпускаемым оте­чественной промышленностью, относятся персональные (ПЭВМ) и профессиональные персональные (ППЭВМ) машины семей­ства "Электроника", а также машины: ЕС 1840, "Искра 1030", "Нейрон И9.66", "Агат", "Корвет", СМ1810 и др.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 24 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.