Использование аппаратных и программных средств в устройствах обработки информации. Организация взаимодействия устройств, входящих в систему, при помощи микропроцессора. Описание микроконтроллера, процессорного блока, адаптера параллельного интерфейса.
Аннотация к работе
Большинство цифровых систем строится на микропроцессорах или на микроконтроллерах. Управление различными технологическими процессами происходит при помощи микропроцессорных систем или при помощи технологических операций. Микропроцессор представляет собой функционально законченное устройство, состоящее из одной или нескольких программно-управляемых БИС и служит для выполнения операций по обработке информации и управления вычислительным процессом. Центральное место в структуре микропроцессорного устройства занимает микропроцессор, который выполняет арифметические и логические операции над данными, программное управление процессором обработки информации, а также организует взаимодействие всех устройств, входящих в систему.Система кроме процессорного блока включает блок памяти, информационная емкость ОЗУ которого составляет 4К?16 бит.Система состоит из микроконтроллера i8086, порты которого используются для вывода адреса ОЗУ, подключен адаптер параллельного интерфейса i8255. Данные передаются и принимаются микроконтроллером по шине данных. ОЗУ подключены своими адресными входами к шине адреса и передают и принимают данные по шине данных. Адрес формируется на контактах портов РА - 8 младших разрядов и РС - старшие разряды. Поэтому младшие разряды адреса на время обмена сохраняются на время обмена в регистре-защелке.Адрес формируется на выходе портов РА - младшая часть adr(0..7) на внутренней шине ADRDAT, которая попадает на системную шину адреса после регистра защелки Adr, и РС - старшая часть, которая непосредственно подается на системную Adr - разряды adr(8..15).Согласно заданию количество ячеек памяти ОЗУ составляет NОЗУ. Информационная емкость СОЗУ определяется по формуле: Необходимое быстродействие ОЗУ определяется по временным диаграммам ЦП. Время цикла микросхемы памяти tcy должно удовлетворять неравенству: В качестве микросхемы ОЗУ выберем К537РУ17, поскольку она будет (прогнозируемо) наименее избыточна для данного случая. Определяем токовую IDL и IDH и емкостную CD нагрузки для схем ввода информации в ОЗУ по формулам: IDL = mc * IIDL = 2 * 3,2 = 6,4 МА Определяем токи нагрузки и емкостную нагрузку для схем ввода адреса по адресным цепям БИС ОЗУ по формулам: IAL = m * IIAL = 2 * 3,2 = 6,4 МАПричем порт С разделен на две тетрады. Все три порта могут быть запрограммированы на ввод или вывод, причем каждая тетрада порта С может быть запрограммирована раздельно. С помощью сигнала CS осуществляется выбор кристалла, если сюда поступает низкий уровень сигнала, то порты будут установлены в 3-е состояние. В режиме 0 базового ввода-вывода могут работать все три порта, причем порт С разделяется на два независимых четырехбитных порта. Данный режим предоставляет пользователю следующие возможности: запрограммировать один или два параллельных порта с линиями квитирования и прерывания, каждый из которых может работать на ввод или вывод; при использовании только одного порта остальные 13 линий запрограммировать в режиме 0; при определении двух портов в режиме 1 оставшиеся две линии порта С использовать для ввода или вывода в режиме 0.Программирование адаптера заключается в загрузке слова приказа (СП) в регистр управляющего слова ICW1. · D6, D5 - режим работы для группы А · D4 - ввод/вывод по порту А (вывод - 0, ввод - 1) · D3 - ввод/вывод по порту C4…7 (вывод - 0, ввод - 1) в режиме 0 задействовано всего 16 входов - 8 входов порта А и 8 входов порта В, которые работают на ввод;В ходе выполнения работы была разработана система обработки данных с заданными параметрами ОЗУ и адаптера параллельного интерфейса.
В настоящее время происходит очень быстрое развитие компьютерных технологий. Большинство цифровых систем строится на микропроцессорах или на микроконтроллерах. Управление различными технологическими процессами происходит при помощи микропроцессорных систем или при помощи технологических операций. Данные системы практически универсальны, так как они имеют очень высокое быстродействие и достаточную разрядность для обработки информации на производстве.
Микропроцессор представляет собой функционально законченное устройство, состоящее из одной или нескольких программно-управляемых БИС и служит для выполнения операций по обработке информации и управления вычислительным процессом. Центральное место в структуре микропроцессорного устройства занимает микропроцессор, который выполняет арифметические и логические операции над данными, программное управление процессором обработки информации, а также организует взаимодействие всех устройств, входящих в систему.
Для реализации устройств обработки информации (УОИ) используют аппаратные, программные, программные и аппаратно-программные средства. При аппаратных получают устройство обработки информации с «жесткой» логикой, что обеспечивает наибольшее быстродействие, но требует большие аппаратные затраты. При программных УОИ реализуется в виде программы для типовой универсальной микро-ЭВМ, предназначенной для встраивания непосредственно в разрабатываемые блоки. При аппаратно-программных предполагается разработка как программных, так и аппаратных средств на базе микропроцессоров (МП).
В данной расчетно-графической работе будет рассмотрен микроконтроллер i8086. Для этого необходимо знать архитектуру БИС и микропроцессорного комплекта, представлять взаимодействие БИС в системе и овладеть программированием, прежде всего на языке ассемблера.
Вывод
В ходе выполнения работы была разработана система обработки данных с заданными параметрами ОЗУ и адаптера параллельного интерфейса. Были изучены основные способы разработки устройств обработки информации, базовые методы расчета количества микросхем ОЗУ для обеспечения необходимого количества ячеек памяти микроконтроллеру, способы планирования и синтеза схем на основе микроконтроллеров.