Проект микропроцессора - Курсовая работа

Для этого издревле были изобретены различные инструменты, от счетных палочек и абака, в ходе развития науки и техники эволюционировавшие в калькуляторы и разнообразные вычислительные устройства, в том числе и персональные компьютеры. Долгое время центральные процессоры создавались из отдельных микросхем малой и средней интеграции, содержащих от нескольких единиц до нескольких сотен транзисторов. Применение микропроцессоров предоставляет нам много преимуществ в том числе:-Применение микропроцессоров привело к тому, что скорость вычислений на ЭВМ за 25 лет выросла примерно в 200 раз, а потребление электроэнергии ЭВМ уменьшилось в 10 ООО раз. Применение микропроцессоров и микро-ЭВМ как технической базы автоматизированных систем управления производством позволяет обеспечить распределенное управление отдельными технологическими стадиями при централизованном управлении технологическим процессом в целом сократить капитальные затраты (в том числе на строительство помещений для операторных и на кабельные линии) и эксплуатационные затраты (при одновременном сокращении численности технологического и обслуживающего персонала) обеспечить высокую эксплуатационную надежность систем управления и их живучесть при выходе из строя отдельных ее элементов строить системы управления по модульному принципу, обеспечивающему минимум проектных работ, легкость поставки, монтажа, эксплуатации и освоения систем обслуживающим персоналом развивать системы управления путем простого дополнения отдельными модулями или изменением функций существующей системы без изменения состава технических средств и линий связи обеспечить ввод в действие систем управления по частям упростить программное обеспечение, сократить сроки и стоимость разработки систем управления.Микропроцессор - это центральный блок персонального компьютера, предназначенный для управления работой всех остальных блоков и выполнения арифметических и логических операций над информацией. Микропроцессор выполняет следующие основные функции: - чтение и дешифрацию команд из основной памяти; Микропроцессорная память строится на регистрах и используется для обеспечения высокого быстродействия компьютера, так как основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. К микропроцессору и системной шине наряду с типовыми внешними устройствами могут быть подключены и дополнительные платы с интегральными микросхемами, расширяющие и улучшающие функциональные возможности микропроцессора. Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с микропроцессором значительно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств, освобождает микропроцессор от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует режим прямого доступа к памяти.Впоследствии (1896) Герман Холлерит основывает компанию Tabulating Machine Company, в 1924 году переименованную в International Business Machines Corporation после промежуточной смены имени в 1911. 1937 - Z1, вычислительная машина, разработанная Конрадом Цузе, стала первым вычислительным устройством, работавшим на двоичной логике и применявшее арифметику с плавающей запятой. 7 апреля 1964 г. фирма IBM объявила о создании семейства компьютеров System 360 - первой серии масштабируемых компьютеров, впоследствии ставшая примером открытого стандарта, когда один производитель компьютерного оборудования мог произвести оборудование, совместимое с оборудованием другого производителя; широкое распространение System 360 де-факто установило стандарт байта, состоящего из 8 битов, и ввело в широкое употребление шестнадцатеричную систему счисления в программировании. Теоретические разработки, нашедшие применение в персональных компьютерах: - XVII век - описание Лейбницем двоичной системы счисления. Появление технологий, нашедших применение в персональных компьютерах: - 23 декабря 1947 г. три ученых в лабораториях компании Bell Labs, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин изобрели точечный транзисторный усилитель, что позволило уменьшить размеры компьютеров, до этого использовавших электронные лампы.Универсальные микропроцессоры предназначены для решения задач цифровой обработки различного типа информации от инженерных расчетов до работы с базами данных, не связанных жесткими ограничениями навремя выполнения задания. Характеристики универсальных микропроцессоров: · разрядность: определяется максимальной разрядностью целочисленных данных, обрабатываемых за 1 такт, то есть фактически разрядностью арифметико-логического устройства (АЛУ); · емкость прямо адресуемой оперативной памяти: определяется разрядностью шины адреса; Для функционально сложных схем, к которым относятся и микропроцессоры, иногда указывают также минимально возможную частоту синхронизации. · производительность: определяется с помощью специальных тестов, при этом совокупность тестов подбирается таким образом, чтобы они по возможности покрывали различные характеристики микро

Оглавление

Введение

1. Микропроцессоры

1.1 Изобретение и развитие МП

1.2 Универсальные МП

1.3 Сигнальные МП

2. Микроконтроллеры

2.1 МК типа MCS51

2.2 МК типа ARM

2.3 МК типа AVR

2.4 МК типа PIC

3. Проектирование микропроцессорной системы на базе PIC16F913

3.1 Основные сведения о PIC16F913

3.2 Принципиальная схема МПС

3.3 Выбор датчиков

3.4 Расчет основных элементов МПС

3.5 Составление алгоритма работы схемы и программы для МК

3.6 Сборка МПС в программе Proteus и получение результата

Список использованной литературы

Приложение

Заключение

Потребность считать возникала у людей вместе с появлением цивилизации. Им было необходимо осуществлять торговые сделки, проводить землемерные работы, управлять запасами урожая, следить за астрономическими циклами. Для этого издревле были изобретены различные инструменты, от счетных палочек и абака, в ходе развития науки и техники эволюционировавшие в калькуляторы и разнообразные вычислительные устройства, в том числе и персональные компьютеры.

Долгое время центральные процессоры создавались из отдельных микросхем малой и средней интеграции, содержащих от нескольких единиц до нескольких сотен транзисторов. Разместив целый процессор на одном чипе сверхбольшой интеграции, удалось значительно снизить его стоимость. Несмотря на скромное начало, непрерывное увеличение сложности микропроцессоров привело к почти полному устареванию других форм компьютеров. В настоящее время один или несколько микропроцессоров используются в качестве вычислительного элемента во всем, от мельчайших встраиваемых систем и мобильных устройств до огромных мейнфреймов и суперкомпьютеров.

Применение микропроцессоров предоставляет нам много преимуществ в том числе: -Применение микропроцессоров привело к тому, что скорость вычислений на ЭВМ за 25 лет выросла примерно в 200 раз, а потребление электроэнергии ЭВМ уменьшилось в 10 ООО раз.

-Применение микропроцессоров дает возможность в 5-10 раз сократить трудоемкость изготовления изделий, в 2-6 раз снизить стоимость, в 5-10 раз повысить надежность, в 10-20 раз уменьшить габариты и потребляемую мощность.

- Применение микропроцессоров и микро-ЭВМ как технической базы автоматизированных систем управления производством позволяет обеспечить распределенное управление отдельными технологическими стадиями при централизованном управлении технологическим процессом в целом сократить капитальные затраты (в том числе на строительство помещений для операторных и на кабельные линии) и эксплуатационные затраты (при одновременном сокращении численности технологического и обслуживающего персонала) обеспечить высокую эксплуатационную надежность систем управления и их живучесть при выходе из строя отдельных ее элементов строить системы управления по модульному принципу, обеспечивающему минимум проектных работ, легкость поставки, монтажа, эксплуатации и освоения систем обслуживающим персоналом развивать системы управления путем простого дополнения отдельными модулями или изменением функций существующей системы без изменения состава технических средств и линий связи обеспечить ввод в действие систем управления по частям упростить программное обеспечение, сократить сроки и стоимость разработки систем управления.

- В космических программах полетов к Луне «Аполлон» в 1960-х и 1970-х годов, все бортовые вычисления для первичного наведения, навигации и управления были предоставлены небольшими специализированными процессорами бортового компьютера Аполлон.

- Применение микропроцессоров и микро-ЭВМ в системах ЧПУ станка позволило реализовать функции управления приводами подач станка программными средствами, компенсировать погрешности станка путем использования постоянно действующих программ коррекции, заложенных в памяти системы управления.

С начала 1970-х годов широко известно, что рост мощности микропроцессоров следует закону Мура, который утверждает, что число транзисторов на интегральной микросхеме удваивается каждые 18 месяцев. В конце 1990-х главным препятствием для разработки новых микропроцессоров стало тепловыделение (TDP)