Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Устройство и принцип работы микропроцессорного контроллера




Читайте также:
  1. DL – deadline – крайний срок сдачи работы – после DL работа принимается, но оценка снижается (20% за неделю, если не оговорено другое).
  2. F) содействовать разработке руководящих принципов или руководств, касающихся насилия в отношении женщин, принимая во внимание меры, упомянутые в настоящей Декларации;
  3. FDDI. Кадр. Процедуры управления доступом к кольцу и инициализации работы кольца.
  4. I. Задания для самостоятельной работы
  5. I. Задания для самостоятельной работы
  6. I. Задачи настоящей работы
  7. I. Общие принципы фармацевтической опеки.
  8. II. Организация выполнения курсовой работы
  9. II. Основные принципы и правила служебного поведения государственных гражданских служащих Федеральной налоговой службы
  10. II. Принципы разработки учебно-методического комплекса дисциплины (УМКД)

Введение

 

Целью вычислительной практики 2 является формирование у студентов практических навыков по программированию микропроцессорных контроллеров на языке программирования АССЕМБЛЕР.

Практика знакомит студентов с основами языка программирования АССЕМБЛЕР и его практического использования для программирования микропроцессорных контроллеров. Эти знания необходимы для изучения специальных дисциплин базовой подготовки.

Практика подразумевает выполнение каждым студентом индивидуального задания по разработке и отладке рабочей программы согласно алгоритму, включающему в себя арифметические и логические операции, а также заданные способы адресации данных. Студент должен составить блок-схему алгоритма задачи, написать текст программы на языке АССЕМБЛЕР, отладить программу в пошаговом режиме с помощью микропроцессорного контроллера, запустить программу и получить решение задачи с разными вариантами исходных данных.

Практическая отладка и выполнение рабочей программы производится с помощью учебного микропроцессорного контроллера УК52-ЭМ02.

 

Устройство и принцип работы микропроцессорного контроллера

 

Микропроцессорный контроллер (МК) или однокристальная микро-ЭВМ -

это вычислительное устройство, предназначенное для обработки информации (данных) представленной в цифровом виде и конструктивно реализованное в виде большой интегральной схемы (БИС). МК имеет в своей структуре все основные элементы, которые входят в состав любого цифрового вычислительного устройства: центральный процессор (ЦП), оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ) память, устройства ввода и вывода данных. На рис.1 показана упрощенная блок-схема вычислительного устройства, с помощью которой рассмотрим принцип его работы.

Основным элементом вычислительного устройства является центральный процессор (ЦП), который выполняет определенный набор арифметических и логических операций над данными, представленных в цифровом двоичном виде. ЦП состоит из арифметико-логического устройства (АЛУ), которое собственно и выполняет операции над данными, и устройства управления и синхронизации (УУС), обеспечивающее управление и синхронизацию ЦП с остальными элементами структуры.



Исходные данные и программа в виде набора команд для реализации алгоритма обработки данных хранятся в ПЗУ и представлены в двоичном виде.

ПЗУ представляет собой регулярную структуру, состоящую из определенного

 

Рис.1. Блок-схема вычислительного устройства

 

числа ячеек, в каждой из которых хранится двоичное число определенного формата (числа разрядов). Информация в ПЗУ записывается до начала работы устройства, и в дальнейшем изменяться не может. В процессе обработки данных информации из ПЗУ может только считываться.

ОЗУ предназначено для хранения промежуточных данных, возникающих в процессе работы, а также для хранения данных результата. Имеет структуру похожую на ПЗУ, но обычно меньше по количеству ячеек.

Исходные данные можно ввести с помощью устройства ввода данных, например, клавиатуры, сохранить их в ОЗУ и далее использовать их в процессе работы программы. Данные в ОЗУ могут записываться и считываться в процессе всего времени работы вычислительного устройства.

Результаты работы вычислительного устройства можно с помощью устройства вывода данных увидеть на дисплее, напечатать на бумаге, передать в любое другое цифровое устройство.



Работу вычислительного устройства можно представить в следующем виде. Каждая команда содержит в своем составе так называемый код операции (КОП), который определяет тип выполняемой операции над данными, и содержит указание над какими данными эта операция производится. По сигналам УУС из ПЗУ извлекается очередная команда, которая поступает в УУС и расшифровывается, в результате чего генерируется набор управляющих сигналов, с помощью которых АЛУ выполняет ту или иную операцию. Результат операции может либо остаться в АЛУ, если он необходим для следующей операции, либо записывается в ОЗУ. Далее цикл повторяется – извлекается следующая команда и т.д.

Для выполнения учебного задания практики используется учебный контроллер УК52–ЭМ02, предназначенный для изучения однокристальных микроконтроллеров семейства MSC-51 и для формирования навыков разработки и отладки программ. Контроллер представляет собой аппаратно-программный комплекс, предназначенный для проведения лабораторных и иных учебных работ, и состоит из аппаратной части и программной среды “монитор”. Устройство позволяет вводить и модифицировать учебную программу с клавиатуры, расположенной на лицевой панели. Выполнять программу можно как в непрерывном режиме, так и в пошаговом (отладочном), с возможностью отображения и изменения внутренних регистров контроллера после каждого шага, просматривать и модифицировать содержимое памяти данных (ОЗУ). Необходимая информация может быть отображена с помощью 9-разрядного цифрового индикатора (дисплея).

Программная среда “Монитор” осуществляет управление оборудованием контроллера, обеспечивает диалог с пользователем и управляет процессом выполнения учебной программы. Включает в себя 10 команд.



Учебный контроллер УК52–ЭМ02 разработан на основе микроконтролле-

ра i80c32 фирмы Intel и имеет следующие характеристики:

- 8 разрядов АЛУ;

- объем ОЗУ 128 байт;

- объем ПЗУ 2 Кбайт;

- быстродействие 1 млн. операций в секунду;

- число разрядов данных: 1, 4, 8, 16.

8-битное АЛУ может выполнять арифметические операции сложения, вычитания, умножения и деления; логические операции И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, а также операции циклического сдвига, сброса, инвертирования и т.п. Важной особенностью АЛУ является его способность оперировать не только байтами, но и битами. Отдельные программно-доступные биты могут быть установлены, сброшены, инвертированы, переданы, проверены и использованы в логических операциях.

 

Основные понятия и определения

Для того, чтобы разработать и выполнить программу с помощью микроконтроллера, необходимо знать ответы на следующие вопросы:

· в каком виде могут быть представлены данные для обработки?

· что такое команда, и какие сведения она в себя включает?

· где хранятся данные, и как указывается их месторасположение?

· как пишутся команды, и в каком виде вводятся в память МК?

· какие операции может выполнять МК?

 


Дата добавления: 2015-02-10; просмотров: 26; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты