Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Джонс М.Х. -> "Электроника - практический курс" -> 159

Электроника - практический курс - Джонс М.Х.

Джонс М.Х. Электроника - практический курс — М.: Постмаркет, 1999. — 528 c.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка): elektronika1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 153 154 155 156 157 158 < 159 > 160 161 162 163 164 165 .. 195 >> Следующая

станет отсчитывать импульсы тактовой последовательности. Такие устройства
могут быть ценными для систем промышленного контроля.
14.6 МикроЭВМ
Независимо от того, как используется компьютер - для перемещения
изображения в видеоигре, для воспроизведения музыки или для управления
химическим заводом - в любом случае принцип его действия один и тот же:
он выполняет последовательность действий по отправке нужных данных в
соответствующее место в надлежащий момент времени. Эта последовательность
точно определена программой, которая как раз и представляет собой список
закодированных инструкций, исполняемых в строгом порядке управляющим
устройством компьютера. Во время исполнения программа хранится в памяти в
виде ряда двоичных чисел; память используется также для хранения данных.
Ясно, что в карте распределения памяти должна быть определена область,
отведенная для программы, и она не должна пересекаться с областью,
отведенной для данных: если бы система попыталась интерпретировать данные
как инструкции программы, то результирующая бессмыслица немедленно
привела бы к полному беспорядку.
На рис. 14.11 показаны три составные части микроЭВМ: память, устройство
сопряжения (интерфейс) ввода/вывода данных и центральный процессор
(Central Processor Unit, CPU). Центральный процессор изготовляют, как
правило, в виде одной ИС, называемой микропроцессором и содержащей
несколько регистров данных (длиной от 8 до 64 разрядов), АЛУ для
выполнения арифметических и логических операций, а также "сердце" всей
системы - ее управляющее устройство. Это устройство, включающее в себя
регистр команд и дешифратор, выбирает и исполняет команды, выставляя
подходящие адреса на адресной шине и взаимодействуя с нужными регистрами,
АЛУ и ячейками памяти. "Ритм" задается тактовым генератором, который
стабилизирован кварцем и работает на фиксированной частоте, обычно в
диапазоне 10-200 МГц. В тесном контакте с устройством управления
функционирует программный счетчик, который, по мере выполнения команд,
переходит от одной ячейки к другой в той области памяти, где хранится
программа, обеспечивая, таким образом, реализацию системой в целом той
последовательности действий, какая задана программой. Очень редко
предусмотренные программой команды исполняются непосредственно в том
порядке, в каком следуют ячейки памяти; часто встречаются переходы вперед
или назад к тем или иным командам в зависимости от результатов отдельных
операций (например, команда "GOTO" и переходы к подпрограммам и
процедурам). Кроме того, управляющее устройство должно реагировать на
сигналы, поступающие через входной интерфейс с линий прерывания.
Существуют такие реализованные аппаратно специальные входы про-
446 МикроЭВМ и их применения
цессора, что в случае, когда на одном из них возникает активное значение
сигнала, программа, закончив выполнение текущей команды, останавливается
и процессор начинает выполнять подпрограмму, находящуюся в памяти по
определенному адресу.
I------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------1
Рис. 14.11. Блок-схема типичной микроЭВМ.
Логика дешифратора команд и управляющего устройства чаше всего бывает
реализована разводкой на кристалле центрального процессора, хотя внутри у
некоторых самых сложных процессоров имеется маленький под-процессор,
работа которого запрограммирована наперед в его собственной
микропрограмме ; такой подход обеспечивает большую гибкость при
проектировании ИС.
Микропроцессорные ИС, такие как 6502, Z80, 80486 и Pentium содержат
МикроЭВМ 447
только центральный процессор, и для того, чтобы собрать микроЭВМ нужно
добавить интерфейсные ИС ввода/вывода, ОЗУ и ПЗУ, а также довольно
большое число триггеров и логических элементов, чтобы "склеить" все это.
Однако в тех приложениях, где не требуется длинных программ, очень
полезны однокристальные микроконтроллеры, такие как 8051 и 6805; в этом
случае одна ИС содержит (вместе с процессором - Прим. перев.) память,
устройства сопряжения ввода/вывода и даже тактовый генератор, а стоить
она может дешевле печатной платы, на которой стоит.
На рис. 14.12 показана цоколевка популярного микропроцессора 6502,
главной составной части заслуженной микроЭВМ Acorn фирмы ВВС
Microcomputer. Прежде всего обращают на себя внимание 8-разрядная шина
данных и 16-разрядная шина адреса. Обратите внимание: ИС центрального
процессора служит источником сигналов на шине адреса, тогда как сигналы
данных могут попадать на шину данных из любой части системы, и поэтому
шина данных показана как двунаправленная. В системную шину входят также
линия чтения/записи и выходы тактовых сигналов. 16 разрядов в адресе
позволяют непосредственно обратиться к любой из 64К ячеек памяти, и
поэтому максимальный объем памяти составляет 64 Кбайт. По теперешним
Предыдущая << 1 .. 153 154 155 156 157 158 < 159 > 160 161 162 163 164 165 .. 195 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed