Компьютерная техника, радиоэлектроника, электрика

Пятница Июль 20, 2018
  • Register

Прогресс технологии интегральных схем и появление больших интеграль­ных схем (БИС) привели к многократному расширению применения ми­кропроцессоров в компьютерах, системах управления, измерительных приборах и системах регистрации данных.

Основные элементы микропроцессорной системы (которые были рас­смотрены в гл. 12) изображены на рис. 36.1. Микропроцессор, называе­мый также центральным процессором (ЦП), выполняет арифметические и логические операции в соответствии с программой, хранимой в памя­ти. Работа всех элементов системы синхронизируется и управляется цен­тральным процессором.

Центральный процессор

Рис. 36.1.

 

Память

Существуют два основных типа микросхем памяти. Постоянное запо­минающее устройство (ПЗУ) — это ЗУ, которое хранит постоянную ин­формацию и никогда «не забывает» содержимого своих ячеек памяти. Информация вводится в ПЗУ на этапе изготовления и остается там по­стоянно. ЦП может только считывать информацию из ПЗУ. Запись новой информации в ПЗУ невозможна, т. е. ЦП не может изменить информа­цию, хранимую в ПЗУ. Второй основной тип памяти — это ЗУ с произ­вольной выборкой (ЗУПВ), или оперативное ЗУ (ОЗУ). ОЗУ использу­ется для временного хранения информации, и ЦП может изменить эту информацию в любой момент времени. Таким образом, микропроцессор может считать информацию, хранимую в ОЗУ, а также записать в ОЗУ новую информацию. При отсутствии аварийного батарейного питания ин­формация, записанная в ОЗУ, будет потеряна при отключении питания. Вот почему такая память называется энергозависимой. Наоборот, ПЗУ сохраняет информацию даже при отключении питания. Такая память называется энергонезависимой.

Микросхема памяти

Микросхема памяти состоит из большого числа ячеек памяти, где данные (информация) могут храниться в форме двоичных разрядов (битов). В каждой ячейке обычно хранится одно 8-разрядное двоичное число. У ка­ждой ячейки имеется свой собственный 16-разрядный адрес, как показано на рис. 36.2. Адрес ячейки памяти можно рассматривать как конверт, а данные   как полезную информацию, т. е. письмо внутри конверта.

Микросхема памяти, ячейки памяти

Рис. 36.2.

 

Архитектура микропроцессора

Рисунок 36.3 иллюстрирует архитектуру, или организацию, микроком­пьютерной системы. Показаны функциональные связи между различ­ными элементами типичной микропроцессорной компьютерной системы. Микропроцессор — это однокристальная микросхема, содержащая все необходимые схемы для интерпретации и выполнения команд програм­мы на языке обработки данных, логических и арифметических операций, синхронизации и управления системой.

Микропроцессоры обычно монтируются в 40-штырьковом плоском корпусе с двухрядным расположением выводов (рис. 36.4).

Архитектура микропроцессора

Рис. 36.3.

Микропроцессор

Рис. 36.4.


Интерфейс ввода/вывода

Интерфейс ввода/вывода связывает микрокомпьютер с внешними устрой­ствами, называемыми периферийными устройствами (или просто перифе­рией). Он действует как магистраль ввода/вывода для передачи данных от микропроцессора к клавиатуре, монитору или дисплею, преобразовате­лям или схемам привода электромеханических устройств (шаговых дви­гателей, реле, и т. п.) и обратно — от всех этих периферийных устройств к процессору.

Шины

Связь основных аппаратных модулей микрокомпьютера (описанного ра­нее) обеспечивается с помощью так называемой шинной структуры. Ши­на — это группа соединительных проводов или проводящих дорожек на печатной плате, используемых в качестве линии связи для передачи ци­фровой информации и объединенных общим функциональным назначе­нием. В микропроцессорной системе имеется три основных шины: шина данных, адресная шина и шина управления.

Шина данных используется для пересылки данных между микропро­цессором и другими элементами в системе и обычно выполнена в виде двунаправленной 8-разрядной шины.

Адресная шина используется для пересылки адреса ячейки памяти чтобы получить данные из ПЗУ или ОЗУ (считать данные) или сохранить данные в адресуемой ячейке ОЗУ (записать данные). Эта шина служит также для адресации устройств ввода/вывода, с которыми может осуще­ствляться обмен данными. Адресная шина является однонаправленной шиной, по которой могут одновременно передаваться 16 разрядов цифро­вой информации.

Шина управления используется для посылки управляющих сигналов, например сигналов синхронизации, чтения, записи и т. п., от микропро­цессора к другим элементам системы. Число линий в этой шине зависит от типа используемого микропроцессора и архитектуры системы.

Тактовый генератор

Задающий генератор синхронизирующих импульсов (тактовый генератор) служит в микрокомпьютере для синхронизации пересылки данных. Он работает на основе высокочастотного импульсного генератора с кварцевой стабилизацией. Частота тактового генератора определяет быстродействие микрокомпьютера.

Другие применения

Кроме компьютеров микропроцессоры широко применяются в различ­ных промышленных и бытовых устройствах: стиральных машинах, лег­ковых автомобилях, телевизорах, электроплитах, электронных играх, кассовых аппаратах, автоматических измерительных приборах, устрой­ствах автоматики и регистрации данных. В этих применениях микро­процессоры обычно называются микро- или мини-контроллерами. Вот некоторые из преимуществ, которые дает использование микроконтрол­леров.

1. Снижается стоимость продукции.

2. Увеличивается надежность.

3. Снижаются эксплутационные расходы.

4. Упрощается управление устройством и уменьшается вмешательство человека в его обслуживание.

В каждом конкретном применении проявляются одно или сразу не­сколько перечисленных преимуществ.

В данном видео рассказывается о системной шине процессора:

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Заказать запчасти к посудомоечным машинам можно в master-plus.com.ua и по низким ценам.