Реферат тақырыбы : «Логикалық элементтер»



жүктеу/скачать 204,24 Kb.
Дата03.10.2023
өлшемі204,24 Kb.
#183532
түріРеферат
Байланысты:
Маржан ПТИ777
673056.pptx, СӨЖ-3, 01fe68c0f2b0450f980e1e56cf148f12, kz 63729 1048370 1604221345

АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ


ИНЖИНИРИНГ ЖӘНЕ АҚПАРАТТТЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛАР ФАКУЛЬТЕТІ

АВТОМАТТАНДЫРУ ЖӘНЕ РОБОТОТЕХНИКА КАФЕДРАСЫ






РЕФЕРАТ

Тақырыбы : «Логикалық элементтер»





Пән атауы

Саланың технологиялық процестерін автоматтандыру

Баға




Ескертпе






Орындаған:АбайМаржан

Тобы: ПТИ 22-11




Тексерген:

Ильясов Е.С.

Алматы, 2023 ж.
1

Мазмұны Кіріспе


  1. Цифрлық құрылғылардың математикалық

    1. Екілік санау жүйесі

    2. Сандардың түрлендірілімі

    3. Ондық санның екілік санға түрлендірілуі

    4. Екілік санның ондық санға түрлендірілуі

    5. Санның оналтылық жазылымы

  1. Микропроцессорлар және микропроцессорлық жүйелері


    1. Микропроцессорлық жүйелердің құрылым принциптері

    2. Intel 8085 микропроцессоры

    3. Микропроцессордың құрылымы

    4. Микропроцессордың басқару сигналдары


2
Кіріспе
Әртүрлі деңгейдегі жиналымды микросхемалар арқылы жүзеге асырылатынцифрлық құрылғылар мен цифрлық өңдеу тәсілдері заман талабына сай (әртүрлі) құралымдардың негізін қалайды. (Бұл осы мәселелерге байланысты маманданушы студенттердің цифрлық құрылғылар жөнінде жеткілікті деңгейде білім алуын қажет етеді.)
Оқу құралының мақсаты – студенттердің цифрлық құрылғылар мен микропроцессорлардың құрылым принциптері және олардың жұмыс тәртібі жөніндегі білімін қалыптастырып, олардың оқу барысының келесі кезеңдерінде оқытылатын арнайы пәндерді (мысалы, Микропроцессорлық жүйелер, Бағдарламалы құрылымдар және т.б.) игеруіне немесе өздік жұмыс арқылы білім деңгейін көтеруіне қажетті түпнегіз қалау.
Оқу құралының бірінші бөлімінде цифрлық құрылғылардың математикалық (арифметикалық және логикалық) негіздері, қиыстырма және тізбектеме құрылғылардың құрылу тәртібі мен іс-әрекеті және олардың қалыпты түрлері, жады құрылғыларының негізгі құрылым принциптері мен кеңейтілу жолдары қарастырылған.
Оқу құралының екінші бөлімі, жалпы түрде микропроцессорлық жүйе (МПЖ) деп аталатын, есептеу, бақылау-өлшеу және басқару жүйелерінің құрамындағы басты құрылғысы саналатын, микропроцессорлардың құрылымымен, олардың іс-әрекеттерінің ұйымдастырылу тәртібімен таныстыруға арналған. Микропроцессорлардың негізгі құрылым принциптері мен жұмыс тәртібін түсіндіру үшін олардың нақтылы бір түрін қарастыру ыңғайлы келеді. Оқу құралында осындай үлгі ретінде осы заманның басқару жүйелерінде кең қолданылатын қарапайым микропроцессор Intel 8085 алынып, оның ішкі құрама блоктары мен іс-әрекетін басқарушы бағдарламаларының құрылу негіздері қарастырылды.
Микропроцессорлық жүйелерге байланысты материал оқу құралының екі бөлімін ұштастыру мақсатында және микропроцессорлардың құрылымы мен жұмыс тәртібін қарастыруға кіріспе ретінде енгізілген.
Оқу құралы автордың өндіріс және педагогика саласындағы көпжылдық тәжірибесінің негізінде жазылды. Мазмұны жағынан оқу құралы бакалаврлық оқу жүйесінде 050704 – Есептеу техникасы және бағдарламалы қамтамасыздандыру және 050719 – Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандықтарына дайындау барысында оқытылатын “Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар” пәнінің бағдарламасына сәйкес келеді.
Айтылған мамандықтармен қатар оқу құралын (сәйкесті қысқарту немесе толықтыру арқылы) өзге мамандықтарға жоспарланған осы сияқты пәндерді оқыту барысында пайдалануға болады. 1 Цифрлық құрылғылар
Цифрлық құрылғылардың математикалық
Атқарар қызметі мен күрделілігі жағынан әртүрлі цифрлық құрылғының (логикалық элементтерден бастап есептеу машиналарына дейін)
жұмысы екілік санау жүйесінде жүзеге асырылады, яғни олардың кірістеріне түсетін және оның шығыстарынан алынатын информация екілік сан түрінде көрсетіледі.

    1. Екілік санау жүйесі

Цифрлық құрылғыларда пайдаланылатын екілік санау жүйесі позициялық санау жүйесіне жатады. Демек, сандарды екілік санау жүйесінде көрсету үшін және оларға арифметикалық операциялар жүргізу үшін, өзімізге таныс, күнделікті пайдаланылатын ондық санау жүйесінің қағидалары пайдаланылады. Сондықтан, алда келтірілетін, екілік санау жүйесіне байланысты түсіндірмелер ондық санау жүйесіндегі сәйкесті мәселелерді еске түсіріп, салыстырма қарастырылым арқылы жүргізіледі.
Ондық санау жүйесінде сан жазуға он символ (0 … 9) пайдаланылады (бұл жүйенің ондық санау жүйесі деп аталуы да осыған байланысты). Бұл символдардың сандағы тұрған орнына байланысты құны (салмағы) белгіленеді: ол онның (яғни, санау жүйесінің негізінің) сәйкесті разряд нөмірінің мәніндегі дәрежесі арқылы анықталады. Сонымен, санның ең кіші разрядындағы (нөлінші разрядтағы) символдың құны бір (100), келесі разрядтың (бірінші разрядтың) құны он (101), одан әрі жүз (102), мың (103) және с.с. өзгере береді. Разряд құны, мәніне сәйкесті, бірлік, ондық, жүздік, мыңдық деп және с.с. аталады, ал сан разрядында тұрған символ сәйкесті разряд құнының сан құрамына қанша рет кіретіндігін көрсетеді. Келесі мысал арқылы айтылғанды түсіндірейік:
.
Сонымен, келтірілген санның құрамында 7 бірлік, 5 жүздік, 3 мыңдық бар, ал ондық жоқ (0).
Екілік санау жүйесінде сан жазуға екі символ (0 және 1) пайдаланылады. Разряд құны екінің (яғни, санау жүйесінің негізінің) сәйкесті разряд нөмірінің мәніндегі дәрежесі арқылы анықталады. Сонымен, санның ең кіші разрядындағы (нөлінші разрядтағы) символдың құны бір (20), келесі разрядтың (бірінші разрядтың) құны екі (21), одан әрі төрт (22), сегіз (23) және с.с. өзгере береді. Разряд құны бірлік, екілік, төрттік, сегіздік деп және с.с. аталады, ал екілік код разрядында тұрған символ сәйкесті разряд құнының сан құрамына қанша рет кіретіндігін, дәлірек айтқанда, бар-жоқтығын көрсетеді. Айтылғанды келесі мысал суреттейді:
.
Код құрамындағы символдардың 0 және 1 мәнінде ғана болуына байланысты, олар разрядқа сәйкесті құндық мәннің код құрамында бар- жоқтығын көрсетеді. Мысалы, келтірілген мысалдағы кодтың құрамында бірлік, екілік және сегіздік бар (1), ал төрттік жоқ (0).



    1. Сандардың түрлендірілімі

    2. Ондық санның екілік санға түрлендірілуі

Өзімізге үйреншікті ондық сан түріндегі информацияны цифрлық құрылғыда өңдеу үшін ол екілік санау жүйесіндегі сәйкесті көрсетілім түріне, яғни екілік
кодқа түрлендірілуі керек. Ол үшін түрлендірілетін сан және алынған кезекті бөлінділер екіге (яғни, жаңа санау жүйесінің негізіне) тізбелеп бөлінеді де, бөлінді мәні нөл болған кезде бөлу операциялары тоқтатылады; жеке бөлу операцияларында анықталған қалдықтардың шығарылым бағытына қарсы тәртіппен жазылымы осы ондық санның екілік кодын береді. Мысал ретінде, ондық санау жүйесіндегі 75 санына сәйкесті екілік кодтың анықталуын көрсетелік:

7510 = 10010112.
Әрине, көрсетілген тәсілмен кез келген ондық санның сәйкесті екілік кодын анықтауға болады. Бірақ автор бұл тәсілді жеңіл тәсіл деп санамайды: біріншіден, бұндағы тізбелеп жүргізілетін бөлу операциялары ұзақ уақыт алады (мысал ретінде ондық 1000 санының екілік кодын алып көріңіз); екіншіден, тізбеленген бөлу операцияларының жүргізілу ұзақтығынан, қателік жіберу ықтималдығы да ұлғая түседі.
Айтылған тәсілдің кемістіктерінен құтылу мақсатында, автор ондық санның екілік кодын анықтауға іс жүзінде пайдаланып жүрген өз тәсілдерін ұсынады және оның біріншісін суреттеуге алдыңғы мысалда алынған 75 саны пайдаланылады:
алдымен алынған ондық санның құрамына кіретін екінің ең жоғарғы дәрежесіндегі санның екілік коды жазылады (6410 = 26 = 10000002, бұл санды сөз ыңғайлылығы үшін бірінші қадам коды деп аталық);
келесі қадамда түрлендірілетін саннан анықталған бірінші қадам коды алып тасталады да (75 – 64 = 11), қалған санның құрамына кіретін екінің ең жоғарғы дәрежесіндегі сан анықталады (810 = 23 = 10002, бұл санды екінші қадам коды деп аталық);
осы тәртіппен жалғастыра отырып, ақырында өзімізге жатталымды кішігірім санның кодына жетеміз (11 – 8 = 3, 310 = 112);
алынған бірнеше қадам кодтарын қосу арқылы қажетті код шығарылады. Бұл тәсілдің айтылған тәртібінің біріктірілген суреттемесін көрсетелік:

Сонымен, қосу тәсілі деп аталатын бұл тәсілдің әр қадамында анықталатын кодтардың жазылымы да (1 және бірнеше нөл), олардың ақырында өзара қосылуы да оңай орындалатын операциялар болғандықтан бұл тәсіл арқылы ондық санның екілік кодын анықтау қиын болмайтындығы сөзсіз. Бірақ, кейбір жағдайда бұл тәсілді одан әрі жеңілдету мүмкіндігі
туады. Мысалы, 1000 санының кодын шығару үшін алдыңғы тәсілді пайдалану алты қадамға созылады (512 + 256 + 128 + 64 + 32 + 8). Алынған сан 512-ден гөрі 1024-ке (210) жуық, сондықтан бұл жерде қажетті кодты шығару үшін 1024 санының кодынан 24-тің кодын алу жеңіл болар еді деген ой туады. Бірақ, 1024-тің 10000000000 түріндегі екілік кодынан 24 санының 11000 кодын алу тасымал арқылы жүзеге асырылатындықтан бұл оңай операция емес. 1024-тен 1 кемітілген 1023 санының коды 1111111111 болады және одан 23 санының 10111 кодын алу қиын еместігін осы мысалдың келесі суреттемесінен көреміз:

Сонымен, алу тәсілі деп аталатын екінші тәсіл коды ізделінетін ондық санның екінің нақтылы дәрежелі санынан аздап кем болған кезінде пайдалануға ыңғайлы келеді. Ол келесі тәртіппен жүзеге асырылады:
алдымен алынған ондық саннан аздап жоғары болатын екінің нақтылы дәрежесі арқылы сипатталатын саннан 1 кемітілген санның коды алынады (ол қатар жазылған бірнеше 1 арқылы жазылады және ондағы 1-дің саны дәреже мәніне тең болады):
бастапқы сан мен алынған кодтың ондық мәнінің айырымы анықталып, келесі қадамда екі тәсілдің ыңғайлысын пайдалану арқылы осы санның коды анықталады;
ақырында бірінші қадам кодынан екінші қадам коды алынып, қажетті код шығарылады.
Кейбір жағдайда ондық санға сәйкесті қажетті код айтылған екі тәсілді кезектеп пайдалану арқылы алынады.



    1. Екілік санның ондық санға түрлендірілуі

Керісінше жағдайда, яғни берілген екілік код арқылы оған сәйкесті ондық санды анықтау код жазылымындағы 1 символдарының тұрған разрядтарына сәйкесті құндарын қосу арқылы жүзеге асырылады, оны келесі мысал суреттейді:
1101100012 = 28 + 27 + 25 + 24 + 20 = 256 + 128 + 32 + 16 + 1 = 43310.

    1. Санның оналтылық жазылымы

Цифрлық құрылғылардың жұмысы екілік сандарға негізделген, бірақ пайдаланушыға мұндай сандармен жұмыс істеу (мысалы, Ассемблер тілінде бағдарлама құру кезінде) оңай нәрсе емес, сондықтан бұндай жағдайда пайдаланушының жұмысын жеңілдету үшін екілік кодтар оналтылық санау жүйесінде көрсетіледі. Жүйенің аталымына сәйкесті, бұл жүйеде сан жазуға (немесе көрсетуге) он алты символ пайдаланылады, олар – 1 … 9, A, B, C, D, E, F.
Ондық санның оналтылық жазылымын, әрине, дәстүрлі тәсілмен, яғни түрлендірілетін санды он алтыға бөліп, шығарылған қалдықтарды кері бағытта жазу арқылы анықтауға болады. Бірақ оны жеңілірек келетін тәсілмен анықтауға болады:
алдымен ондық санның екілік коды анықталады;
алынған кодтағы символдар кіші разрядынан бастап төрт-төрттен топтарға біріктіріледі;
әрбір топтың кодына сәйкесті оналтылық символын қою арқылы түрлендірілетін ондық санның оналтылық жазылымы шығарылады.
Айтылғанды келесі мысал арқылы түсіну қиын емес:

.


  1. Микропроцессорлар және микропроцессорлық жүйелер

    1. Микропроцессорлық жүйелердің құрылым принциптері

Микропроцессор (МП) – жалпы түрде микропроцессорлық жүйе (МПЖ) деп аталатын, есептеу, бақылау-өлшеу және басқару жүйелерінің құрамындағы басты құрылғы. Микропроцессор информацияның өңделуін және оның жан-жақты жіберілімін бағдарлама арқылы басқарады. Қойылған мәселенің орындалу тәртібі сәйкесті бағдарламаға, яғни алынған микропроцессорға тән (яғни, оның командалар жүйесіне кіретін) командалар тізбесінің орындалуы арқылы жүзеге асырылады.
Микропроцессорлық жүйенің құрамына микропроцессормен қатар жады құрылымдары және информацияны енгізу/шығару құрылғылары (сыртқы құрылғылар) кіреді. Микропроцессорлық жүйенің құрамында бірге қолдануға жарамды (яғни, архитектурасы мен электрлік параметрлері бойынша сәйкестірілген) микросхемалар жинағы микропроцессорлық жинам деп аталады.
Микропроцессорлық жүйелердің (МПЖ) құрылым негізіне үш принцип алынған:
магистралдық; модулдық;
микробағдарламалы басқару.
Магистралдық принцип МПЖ-нің қызмет блоктарының арасындағы байланыс сипатын анықтайды; жүйенің барлық блогы өзара жүйелік магистраль (жүйе желісі) арқылы жалғанады және сол арқылы информация алмасады.
Модулдық принцип жүйенің, қызметі жағынан толықтай бітірілген жеке блоктар негізінде құрылатындығын сипаттайды. Әрбір модулдің оны іске қосатын рұқсат кірісі болады; ондағы сигнал деңгейі модулдің үшінші (жоғары кедергілі) жағдайын, яғни оның жүйе желісіне қосылуын басқарады.
Жүйелік магистралға негізгі үш информациалық желі кіреді: олар – адрес желісі АВ (Address Bus), дерек желісі DB (Data Bus) және басқарым желісі СВ (Control Bus).
Дерек желісі – жүйе модулдерінің арасында дерек алмастыратын, негізгі желі. Дерек желісі, оның деректерді екі бағытта да жіберуін қамтамасыз етуі керек болғандықтан әрқашан екібағытты болады.
Адрес желісі – жадыға (немесе сыртқы құрылғыларға) байланысымды қамтамасыз етуші желі.
Магистралдың байланыс жолдарының толық санын кеміту үшін көбіне адрес желісі мен дерек желісін кезектестіру тәсілі қолданылады, яғни байланыс жолдары арқылы әртүрлі уақыт мезетінде адрес пен дерек кезектеп жіберіледі (цикл басында – адрес, цикл аяғында – деректер).
Басқару желісінің жолдарындағы сигналдар кезекті цикл түрін анықтайды және оның әртүрлі бөліктеріне немесе кезеңдеріне сәйкесті уақыт мезеттерін бекітеді. Онымен қатар, басқару сигналдары процессор (немесе магистралдың өзге
қожасының, бастаушының, master) жұмысын жадының немесе енгізу/шығару құрылғыларының (орындаушы құрылғының, slave) жұмысымен келістіреді.
Негізгі басқару сигналдары – алмастыру стробтары, яғни жазу (шығару) стробы мен оқу (енгізу) стробы болып табылады. Бұл сигналдарды процессор қалыптастырады, олар деректердің желі арқылы сәйкесті бағытта жіберілу мезеттерін анықтайды.
Микропроцессорлық жүйенің құрамындағы құрылғылардың барлығы да жүйе магистралына қосылған және олардың өзара информация алмасуы да осы магистраль арқылы жүзеге асырылады.
Енгізу/шығару үшін олардың сигналдары, сәйкесті енгізу/шығару интерфейстері арқылы жүзеге асырылатын, нақтылы стандарттарға сәйкес болуы керек.

    1. Intel 8085 микропроцессоры

      1. Микропроцессордың құрылымы

Микропроцессор (МП) – қазіргі заманның күрделі цифрлық құрылғыларының (мысалы, компьютердің) құрамына кіретін, информация өңдеуші басты блок.
Микропроцессорлардың негізгі құрылым принциптері мен жұмыс тәртібін түсіну үшін олардың нақтылы бір түрін қарастыру ыңғайлы. Oсындай үлгі ретінде қарапайым Intel 8085 микропроцессоры алынды. Өзінің қартаң жасына қарамай, бұл микропроцессор осы күнге дейін өз маңыздылығын жоймай, әлі де өндірісте шығарылады. Әрине, оның қолданылым аймағы – компьютерлер емес, оларда қазіргі заманда одан қуаттырақ және өнімділеу микропроцессорлар қолданылады. Intel 8085 сияқты микропроцессорлар, негізінде, олардың мүмкіншілігі жететін басқару жүйелерінде пайдаланылады.
Intel 8085 микропроцессорының құрылымы 2.1-суретте көрсетілген.
Микропроцессордың құрама блоктарының арасындағы информация алмастырылуы оның ішкі сегізразрядты дерек желісі арқылы жүзеге асырылады.

2.1 Сурет Микропроцессордың құрама блоктарын қарастырайық.
AC (Accumulator) – екісатылы триггер арқылы құрылған және қатарынан екі сөз (операндтардың біреуін және операция нәтижесін) сақтай алатын регистр-аккумулятор.
TR (Temporary Register) – операндтардың біреуін уақытша сақтауға арналған регистр.
ALU (Arithmetic-Logic Unit) – кірістеріне берілген екі сөзге (операндтарға) жүргізілетін операциялардың орындалуын жүзеге асыратын арифметикалық-логикалық құрылғы. Операцияға қатысты операндтардың біреуі уақытша регистрде (TR), ал екіншісі аккумуляторда сақталады; операция нәтижесі де аккумуляторға түседі. ALU тікелей қосу, алу, ығыстыру, сөздерді салыстыру операцияларын және логикалық операцияларды (инверсия, конъюнкция, дизъюнкция, екілік қосу) ғана орындайды. Олардан күрделірек операциялар (көбейту, бөлу және т.б.) қосалқы бағдарламалар арқылы орындалады. ALU құрамында екілік сандарды екілік-ондық кодқа айналдыру схемасы (DA, Decimal Adjust) болады.
RF (Register Flags) – орындалған арифметикалық және логикалық операциялардың нәтижелерінің белгі биттерін көрсететін, ту регистрі. Intel 8085 микропроцессорында бес түрлі белгі пайдаланылады: Z (Zero) – нөлдік белгісі, С (Carry) – тасымал белгісі, AC (Auxiliary Carry) – қосалқы тасымал
белгісі, S (Sign) – терістік белгісі, P (Parity) – жұптық белгісі. Нөлдік белгі операция нәтижесінің ноль болғандығын, тасымал белгісі ең үлкен разрядтан шығарылатын тасымалды (яғни, жетінші разрядтан; разряд номерінің нөлден басталатынын еске түсіріңіз), қосалқы тасымал белгісі үшінші разрядтан шығарылатын (яғни, сегізразрядты сөздің тетрадаларының арасындағы) тасымалды (ол екілік-ондық кодтарға операциялар жүргізуге қажет), терістік белгісі нәтиже таңбасын, жұптық белгісі нәтижедегі бірлік санының жұптығын сипаттайды. Бұл белгілер информацияның өңделу процесін басқару үшін пайдаланылады.
В, С, D, E, H, L – сегізразрядты жалпы қызмет регистрлері (ЖҚР), олар мультиплексор/демультиплексор (MUX/DMUX) арқылы ішкі дерек желісіне байланысқан. Олардың әрбіреуін жеке түрінде де, В-С, D-E, H-L түрінде қос-қостап (олар В, D, Н жұптары деп аталады), 16-разрядты регистр ретінде де пайдалануға болады. H-L жұбы, әдетте, регистрлік жанама сілтеуге қажетті адресті сақтауға пайдаланылады.
W және Z – уақытша регистрлер, олар жадыдан команданың шығарылуы кезінде деректерді уақытша сақтауға арналған.
SP (Stack Pointer) – 16-разрядты стек көрсеткіші. Стек сөз жинағын сілтеусіз сақтауға ыңғайланған жады құрылымы. Стектің негізгі қызметі – үзіліс бағдарламалары мен қосалқы бағдарламалардың жұмысын қамтамасыз ету. Стектің түбі мен төбесі болады. Стекпен жүргізілетін операциялар – Push (сөзді жау) және Pop (сөзді оқу). Стек ретінде қызмет жадысының нақтылы аймағы бөлінеді де, оның түбі стек көрсеткішінде (SP) стек түбі ретінде белгіленеді. Стекпен жұмыс кезінде стек көрсеткішінде соңғы жазылған ұяшықтың адресі (стектің төбесі) тұрады. Push және Pop командаларының орындалуы кезінде SP мәні кеміп немесе өсіп отырады. Жадының байтты ұйымдастырылымында және стекке регистр жұбындағы дерек енгізілу кезінде үлкен байт SP-1 адресі бойынша, ал кіші байт SP-2 адресі бойынша сақталады да, SP мәні екіге кемиді. Оқу кезінде стектің жоғарғы екі ұяшығындағы дерек сәйкесті регистрлерге орналастырылады да, SP мәні екіге ұлғаяды. Сонымен, стек жұмысы LIFO (Last In – First Out) тәртібімен жүргізіледі, яғни стекке соңғы жазылған сөз бірінші шығарылады.
IP (Instruction Pointer) – 16-разрядты команда санауышы. Онда кезекті орындалатын команданың адресі тұрады. Бастапқы қойылым кезінде ол нөл мәнін қабылдайды, демек, бастапқы қойылым бағдарламасының бірінші командасы нолінші ұяшықта болады. Команда ұзындығы 1...3 байт болады.
Жадыдан кезекті байт шығарылғаннан кейін PC мәні ұлғайтылады, команда бірбайтты болса, онда келесі команданың адресі, ал өзгеше жағдайда кезекті команданың келесі байтының адресі шығады. Команданың екінші және үшінші байттары W және Z регистрлеріне түседі.
INC/DEC (Increment/Decrement) схемасы ол арқылы жіберілген сөздерді бірге ұлғайтып немесе кемітіп отырады.
IR (Instruction Register) – команда регистрі. Ол жадыдан команданың бірінші байтын, яғни команда кодын қабылдайды.
DC – команда дешифраторы. Ол команда регистріндегі (IR) команда кодына сәйкесті операцияның машина циклдерін жүзеге асыруға қажетті сигналдар тудырады.
Synchronising and Control блогы команда дешифраторы мен машина циклдерінің шифраторының жағдайы негізінде ахуал сигналдары мен микропроцессорлық жүйені сыртқы құрылғылармен байланыстыратын, сыртқы желіні басқару сигналдарын тудырады.
МП мен жады немесе СҚ арасындағы информация алмасуы кезінде жадының сәйкесті ұяшығының немесе СҚ командасының құрамындағы немесе регистр жұптарының біреуіндегі адресі адрес буферіне (AB) жіберіледі. Үш жағдайлы адрес буфері адрестің үлкен разрядтарын адрес желісінің A15-8 жолдарына жібереді.
Үш жағдайлы адрес/дерек буфері (A/DB) уақыт бойынша кезектесіп, адрестің кіші байтын немесе дерек байтын жібереді.
Микропроцессордың әртүрлі ішкі регистрлерінің арасында дерек байттарының жіберілімі сегізразрядты ішкі дерек желісі арқылы, ал олардың
МПЖ-нің басқа модулдерімен байланысы кезектелімді адрес/дерек желісі арқылы жүзеге асырылады.
Interrupt Control және Sequential I/O Control – үзілісті басқару және тізбекті енгізілім/шығарылымды басқару блоктары.
МП командаларының қалыпты жүргізілімінде олар жадыдан жазылымбағытымен HLT командасына жеткенше бір-бірден шығарылып орындалады. Жеке команданың шығарылуы мен орындалуы команда циклін (КЦ) құрады. Команда циклі бір немесе бірнеше машина циклінен (МЦ) тұрады. МП мен жады немесе СҚ арасында байт жіберуге арналған әрбір байланыс машина циклін қажет қылады. Өз кезегінде машина циклі бірнеше тактіге бөлінеді және такт саны машина циклінің түріне тәуелді болады.
Intel 8085 микропроцессорының келесі түрдегі машина циклдары бар:

  1. Команда таңдалымы (OF, Opcode Fetch).

  2. Жадыдан оқу (MR, Memory Read).

  3. Жадыға жазу (MW, Memory Write).

  4. Сыртқы құрылғыдан оқу (IOR, Input-Output Read). 5 Сыртқы құрылғыға жазу (IOW, Input-Output Write).

  1. Үзілісті құптау (INA, Interrupt Acknowledge).

  2. Желіні босату (BI, Bus Idle).

  3. Тоқтатылым (HALT).

Әрбір машина циклінің басында цикл түрін сипаттаушы ахуал сигналдары тудырылады. Олар сыртқы құрылғыға жіберілетін қосалқы басқару сигналдарын қалыптастыруда пайдаланылады.
2.4.Микропроцессордың басқару сигналдары
Микропроцессордың шықпаларындағы сигналдар келесі қызметтерді атқарады:
A15-8 – жады адресінің үлкен байтын немесе сыртқы құрылғының толық адресін шығаруға арналған үш жағдайлы шығыс жолдары. HOLD, HALT
және RESET режимдерінде олардың шықпалары үшінші (жоғары кедергілі) жағдайға ауысады;
AD7-0 – машина циклінің бірінші тактісінде жады адресінің кіші байтын немесе сыртқы құрылғының толық адресін шығаруға арналған үш жағдайлы кезектелімді жолдар. Адрес жіберілу тактісінен кейін олар дерек желісі ретінде пайдаланылады;
ALE – машина циклінің бірінші тактісінде жіберілген жады адресінің кіші байтын сыртқы адрес регистріне енгізуге рұқсат беру стробы. Адресті регистрге енгізу ALE сигналының артқы ауытқымасымен жүзеге асырылады;
, – сілтенген жады ұяшығына немесе сыртқы құрылғыға жіберілетін оқу және жазу стробтары. HOLD, HALT және RESET режимдерінде олардың шықпалары үшінші (жоғары кедергілі) жағдайға ауысады;
READY – жадының немесе сыртқы құрылғының МП-мен информация алмасуға дайын екендігін көрсететін, кіріс сигналы. Жадының немесе сыртқы құрылғының дайын еместігінде, МП күту жағдайына кіреді де, бұл жағдай бірлік деңгейдегі READY сигналы түскенше созылады;
S1, S0 – МП-дің сыртқы құрылғыға жіберетін ахуал сигналдары. Олар машина циклінің басында қалыптасып, бұл цикл біткенше сақталады;
IO/М – жадыны немесе сыртқы құрылғыны таңдау сигналы. Оның жоғарғы деңгейінде сыртқы құрылғыға, ал төменгі деңгейінде жадыға байланыс жүзеге асырылады.
S1, S0 сигналдарымен бірге IO/М сигналы машина циклының түрін
анықтайды. Ахуал сигналдары мен , және сигналдарының әртүрлі машина циклына байланысты мәндері 2.1-кестеде келтірілген.
2.1 К е с т е

МЦ
түрі

Ахуал сигналдары

Басқару сигналдары

IO/M

S1

S0













OF

0

1

1

0

1

1

MR

0

1

0

0

1

1

MW

0

0

1

1

0

1

IOR

1

1

0

0

1

1

IOW

1

0

1

1

0

1

INA

1

1

1

1

1

0

BI

ҮЖ

x

x

1

1

1

HALT

ҮЖ

0

0

ҮЖ

ҮЖ

1

Келтірілген кестеде ҮЖ арқылы үшінші жағдай белгіленген.
x1, x2 – МП-дың ішкі синхроимпульстер генераторының жұмысын қамтамасыз етуші кварцты резонатордың немесе одан басқа жиілік тиянақтаушы тізбектердің қосылатын шықпалары. МП-дың ішкі схемаларының жұмысын сәйкестіруші синхроимпульстер (CLK) шығару үшін генератор импульстері санау триггеріне жіберіледі де, ол қарсы фазалы екі импульстер тізбесін (Ф1 және Ф2) қалыптастырады. Олардың жиілігі
(яғни, микропроцессордың жұмыс жиілігі) генератор жиілігінен 2 есе төмен болады. ALE сигналы Ф1 тізбесінен бірінші тактіде бөліп алынған біреуі ретінде қалытастырылады;
( ) – МП-ды бастапқы жағдайына қайтару кірісі. Бұл сигнал қорек көзі қосылған кезде өздігінен қалыптасады, оның кез келген уақытта оператордың командасы арқылы да түсуі мүмкін. Оның әрекетімен PC және IR регистрлері, үзіліс рұқсаты мен желі ұсталымының құпталым триггерлері және т.б. тазартылады;
CLK – микропроцессорлық жүйеге жіберілетін синхроимпульстер шығысы. Бұл импульстердің фазасы Ф2 импульстерінің фазасындай, ал жиілігі микропроцессордың x1 және x2 шықпаларындағы жиіліктен екі есе кем болады;
RESET – жүйенің сыртқы модулдерін тазарту сигналы, ол тактілік CLK
импульстеріне байланыстырылған және оның фазасы сигналынан өзгеше болады;
INTR (Interrupt Request) – векторлық үзіліс сұранысының кірісі. Бағдарлама арқылы үзіліске рұқсат берілген жағдайда, бұл
сигнал стробын тудырады. Бұл сұранысқа сәйкес шақырылатын қосалқы бағдарламаның адресін сыртқы құрылғы жібереді. Тазартылым кезінде сұраныс сигналы қабылданбайды (үзіліске тиым салынған);
(Interrupt Acknowledge) – кезекті команда циклі біткеннен кейін жіберілетін, векторлық үзілісті құптау стробы. Ол үзіліс векторын оқу үшін пайдаланылады;
RST 5,5; RST 6,5; RST 7,5 – RSTn (n = 5,5; 6,5; 7,5) түріндегі радиалды үзіліс сұранысының кірістері. Бұл сұраныстарға сәйкесті қызмет атқаратын қосалқы бағдарламалардың бастапқы адресі – 8n. Кіріс мәртебелері бекітілген, ең жоғарғы мәртебе RST 7,5 кірісінде. Бұл сұраныс тобының мәртебесі INTR сұранысының мәртебесінен жоғары болады. Бұл сұраныстардың әрбіреуіне және бір-біріне тәуелсіз тиым салуға болады;
TRAP – мәртебесі ең жоғарғы дәрежедегі, тиым салынбайтын үзіліс сұранысының кірісі;
SID, SOD (Serial Input Data, Serial Output Data) – деректерді тізбекті жіберу кірісі мен шығысы. RIM командасымен кіріс биті аккумулятордың жоғарғы разрядына енгізіледі, SIM командасымен шығыс биті осы разрядтан шығарылады;
HOLD – желіні иелену сұранысы. Оны сыртқы құрылғы қалыптастырады;
HLDA (Hold Acknowledge) – желінің иеленілуін құптау сигналы. Ол HOLD сигналына жауап ретінде кезекті машина циклының аяғында қалыптастырылады да, МП-дың жүйе желісінен ажыратылғандығын
куәлайды. Бұл кезде желілер мен басқарушы , , IO/M және ALE сигналдарының жолдары үшінші жағдайға ауыстырылады.
Әдебиеттер тізімі

  1. Токхейм Р. Основы цифровой электроники: Пер. с. англ. – М.: Мир, 1988.

  2. Токхейм Р. Микропроцессоры. Курс и упражнения: Пер. с. англ. – М.: Мир, 1988.

  3. Уэйкерли Дж. Ф. Проектирование цифровых устройств: Пер. с. англ. – М.: Постмаркет, 2002.

  4. Опадчий Ю. Ф., Глудкин О. П., Гуров А. И. Аналоговая и цифровая электроника / Под ред. О.П. Глудкина. – М.: Радио и связь, 2003.

  5. Хамахер К. И др. Организация ЭВМ. Пер. с. англ. – СПб.: Питер, 2003.

  6. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

  7. Бойко В.И. и др. Схемотехника электронных устройств. Цифровые устройства. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

  8. Бойко В.И. и др. Схемотехника электронных устройств. Микропроцессоры и микроконтроллеры. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

  9. Сугано Т. Дж., Уидмер Н. С. Цифровые системы. Теория и практика: Пер. с англ. – М.: Издательский дом “Вильямс”, 2004.

  10. Бураханова З.М., Шанаев О.Т. Аналогты және цифрлы электрондық құрылғылар / Оқу құралы. – Алматы: АЭИ, 1992.

  11. Бураханова З.М., Шанаев О.Т. Электрондық тізбектер / Оқу құралы. – Алматы: АЭИ, 1996.

  12. Бураханова З.М. Дербес ЭЕМ арқылы схемақұралыстық моделдеу / Оқу құралы. – Алматы: АЭжБИ, 1999.

  13. Шанаев У.Т. Основы цифровой техники / Учебное пособие. – Алматы: АГУ, 1999.

  14. Шанаев О.Т. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар. Зертханалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АИЭС, 2008.

  15. Шанаев О.Т. Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар. Курстық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АИЭС, 2008.

  16. Шанаев О.Т. Микропроцессорлық жүйелердің құрылғылары. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АИЭС, 2009.

  17. Шанаев О.Т. Electronic Workbench моделдеу жүйесі / казақ және орыс тілдерінде. – Алматы, 2003.

жүктеу/скачать 204,24 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:



©www.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз
    Басты бет