Енгізуді шығару құрылғылары
Қаныш Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық университеті
Ақпараттық технологиялар институты
Есептеу техника кафедрасы
Курстық жобаға ТҮСІНІКТЕМЕЛІК ЖАЗБА
Тақырыбы: Микропроцессорлық жүйе
Жетекші:аға оқытушы
Шайқұлова А.
“4”желтоқсан 2004 ж
Норма бақылаушы:
оқытушы
Тирижанова М.
“4”желтоқсан 2004 ж
Студент: Даумов А.
Мамандық 050704
Тобы: ВПб-04-6қ
Алматы 2004
«БЕКІТЕМІН››
Кафедра меңгерушісі
_____
“____ ”_______2004ж
Курстық жобаны орындауға
ТАПСЫРМА
Студент Даумов А.
Жобаның тақырыбы Микропроцессорлық жүйе
Аяқталған жобаны тапсыру мерзімі 4.12.04.
Есептік түсініктемелік жазба мазмұны (қарастырылатын мәселелер тізімі)
І МИКРОПРОЦЕССОРЛЫҚ ЖҮЙЕ
ІІ МП ЖҮЙЕСІНДЕГІ БЛОКТАРЫН МОДЕЛЬДЕУ.
Тапсырманың берілген күні 11.09.04
Жоба жетекшісі
/қолы/
Тапсырманы орындауға
алған студент _______________________ Даумов А.
/қолы/
“____” _________2004 ж
МАЗМҰНЫ
Кіріспе 3
І Микропроцессорлық жүйе 4
1.1 Микропроцессорлар және микрокомпьютерлер 5
1.2 Микрокомпьютердің типтік құрылымы 5
1.3 Жады. Есте сақтау құрылғылары 7
1.3.1 Еркін қол жеткізу ЕСҚ-сын ұйымдастыру 8
1.3.2 Екіөлшемді адрес 11
1.3.3 Біркелкі жады 12
1.3.5 Есте сақтау тізбектік кіріс 13
1.3.6 Стектер 15
1.4. Арифметикалық құрылғы 16
1.5. Басқару құрылғысы 17
1.6 Енгізуді шығару құрылғылары 18
1.6.1 Шығару/енгізу порттары 19
1.6.2 Енгізу/шығарудың схемалық вариантты 20
1.7 Шиналар 20
ІІ МП ЖҮЙЕСІНДЕГІ БЛОКТАРЫН МОДЕЛЬДЕУ 21
2.1 Енгізу-шығару құрылғылары 21
2.2 Оперативтік есте сақтау құрылғысы (ОЗУ) 24
2.3 Тұрақты есте сақтау құрылғысы (ТЕСҚ) 25
2.4 Арифметикалық-логикалық құрылғы 27
ҚОРЫТЫНДЫ 30
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 31
Кіріспе
Микропроцессорлар және микропроцессорлық жүйелер қазіргі уақытта есептеу техникасының
Микропроцессорлық ҮИС-дың пайда болуы олардың арзандығы, кіші габариті,
-Аналогты және сандық сигналдарды өңдеу үшін микросхемалардың үлкен
-Жоғарыда атап өткен сұлбалар мен құрылғылардың көбісі микропроцессорлық
І Микропроцессорлық жүйе
1.1 Микропроцессорлар және микрокомпьютерлер
Жартылай өткізгіштер технологиясының жетістіктерінің бірі үлкен интегралдық сұлбалардың
Микропроцессор былайша айтқанда ҮИС технологиясы бойынша жасалған бағдарламаланушы
Микрокомпьютерлер жай ЭЕМ-лардың қасиеттеріне ие болса да, олардың
1.2 Микрокомпьютердің типтік құрылымы
Типтік компьютерлік жүйе бес функциональдық блоктан тұрады: енгізу
Микркомпьютерді құрайтын физикалық компоненттер мен сұлбалар, бұл оның
Бағдарлама – бұл белгілі бір түрде ұйымдастырылған командалар
Сурет 1- Микрокомпьютердің типтік құрылымы
Бағдарламалар және мәліметтер алдымен еңгізу құрылғысы арқылы өтіп
Есептеу процессінде немесе олардың аяқталуымен алынған нәтижелер шығару
ЭЕМ-нің жадысы ғана емес, басқа құрылғылар да ақпаратты
1.3 Жады. Есте сақтау құрылғылары
Есте сақтау құрылғысы (ЕСҚ) немесе жады уақыт бірлігінде
ЕСҚ-ның ұйымдастырылуы ақпараттық құрылғыға берілу және одан шығу
Кейбір ЕСҚ-да әрбір осындай позицияға өзінің белгіленген есте
Жазу немесе оқу операциясы жүргізіліп жатқан позицияны таңдаудың
1.3.1 Еркін қол жеткізу ЕСҚ-сын ұйымдастыру
Еркін қол жеткізетін жадысы бұл жады ұяшығында сақталған
Адрестің болуы оқу немесе жазу операцияларын орындап ұяшықтарды
Жалпы жағдайда еркін қол жеткізу ЕСҚ-сы бірнеше блоктармен
Сурет 2 а,б- Еркін қол жеткізу және тізбектей
Әртүрлі шиналардың типіне сәйкес келетін, сыртқы сигналдарды беретін
Екі модель де мәліметтерді оқу және жазу үшін
Екі модельдің қалағанына сәйкес келетін жады модульін шиналық
Модульде оқу жүргізілмей жатқан кездегі кіріс мәліметтері желілерінің
Тристабильды монтаждық логика үшін еркін күй болып жоғары
Көп кездесетін және еркін кіретін жады модулінің сыртқы
Көңіл аударатын бір жайт, жоғарыда келтірілген мәтінде негізінен
Тристабильды формирователь И сигналымен басқарылады «модуль таңдау» инверсияның
1.3.2 Екіөлшемді адрес
Қарастырылған ЗУ сұлбасының кемшілігі оңай табылады. Мысалы, n=10
Әр басты элемент енді тік бұрышты матрицаның жаңа
Әр сақтаушы элементте операциялы сызықтың қатар мен бағана
Аналогиялық екіөлшемді матрицалар сөздегі қалған барлық биттер үшін
Бұл жерде дешифратордағы шығу сызықтарының саны көбеймейтіндігіне көңіл
1.3.3 Біркелкі жады
Компьютерде және басқа да сандық жүйелерде жады негізгі
Дешифратор шығысы миндтермге сәйкес келгендіктен, биттер адресіне топтастырылған,
Жалпы айтқанда, ПЗУ модулі өте тиімді заттарды қолданады,
Бағдарламалау тәсілі бойынша шығарылатын жартылай өткізгіштердің негізгі үш
- даярлау процесіндегі бағдарламалау
- тұтынушыда біртекті бағдарламалану
- өшіру және қайталап бағдарламалау мүмкіндігімен тұтынушыда
Жадыдағы аталған кез келген үш коммутірленген элементтердің не
1.3.5 Есте сақтау тізбектік кіріс
Тізбектік кіріс құрылғысынан шығатын термин. Есте
Жетінші суретте көрсетілгендей қозғалмалы регистрлер
Сурет 3-Ығысу регистрлері түрлерінде жасалған тізбектік ЕСҚ моделі.
Ақпарат сол жағында жазылады ол
4 Сурет- Тізбектік жады.
Сигнал бір болған жағдайда ішкі берілгені жазылады немесе
1.3.6 Стектер
Стек дегеніміз тізбектік қол жеткізу мен
5 Сурет- Стектің жұмыс істеу сұлбасы
Көптеген жағдайларда стектің
1.4. Арифметикалық құрылғы
Барлық арифметикалық
АЛУ-дағы қорытындылар аккумуляторға шығыс 8 қарапайым
Тасымал триггері
Арифметикалық құрылғы жалаулардан
1.5. Басқару құрылғысы
Компьютердің жұмысын басқаратын басқару құрылғысы. Бұйрықты
Басқару құрылғысында болу үшін ''команда форматы''деп аталатын командалық
Белгілі бір форматтың командада адрестік бөлімі болады. Ол
Басқару құрылғысының келесі функциясы ол жеке компьютерлер жұмысының
Микропроцессорде ырғақты генератордың жиілігі “ырғақ” басқару тізбегінің кірісіне
Үйлесімді импульстердің тізбектелуі әрбір циклда 3 ырғақтан болатын
1.6 Енгізуді шығару құрылғылары
Машинаның соңғы екі түрі – ол енгізу және
Енгізу шығару жадыдағы сақталатын командалармен мәліметтерді сыртқы ортамен
ЕШҚ-ры машинаның шеттік құрылғысын береді. Мысалы ретінде санағыш
Есептегіш компьютердің негізгі сипаттамасы – барлық ақпарат сақталады
1.6.1 Шығару/енгізу порттары
Жалпылай қабылданған келісім бойынша ақпаратты енгізу және шығару
1.6.2 Енгізу/шығарудың схемалық вариантты
Кейбір жағдайларды мәліметтер шиналарды алмасу бағыты көрсететін басқару
Енгізу (мәліметтерді шығару)
Шығару (мәліметтерді шығару) - беріліс моментін анықтайтын сигнал.
Кейбір схемаларда есептегіш машинаның мәліметтер шиналарында беріліс түрін
1.7 Шиналар
Кез келген сандық есептегіш күрделі жүйе әртүрлі функциональдық
Сонымен қатар байланыс санын мүмкіндігінше минимумға келтіру қажет,
ІІ МП ЖҮЙЕСІНДЕГІ БЛОКТАРЫН МОДЕЛЬДЕУ
2.1 Енгізу-шығару құрылғылары
МП техниканы автоматты басқару жүйесіндегі қолдану, біріншіден кіріс-шығыс
ЭВМ фирмасының персональды соңғы компьютерінде адрестік жиегінде
Кіріс-шығыс схемасындағы құрылғы, екі жақты байланысты басқару 32
Сүлбенің ерекшелігі бар, себебі Е В программаның
Ол ИМС 74244 2 подсхемаға ауыстырылған (72245 номермен
Сурет 6-ЭЕМ РС-ң кіріс-шығыс құрлымының схемасы.
Сурет 7-Ішкі структуралық подсхема 72245.
Әр есте сақтау ұяшығы адрестік кірістермен x,y
Рұқсат етілетін сигналды беру адрестік сигнал деп –
Басылу кезінде ұяшықтық есте сақтау 9-суретке қараймыз разрядты
Нәтижесінде басқару схемасы өзгергендіктен (логикалық элементті И1,И2). Екінші
– сипатының жазылуы мен оқуы активтік төмен деңгеймен
А0-А9 адрестік шинаның сигналымен.
Д0-Д7 шинаның беріліс сигналымен (72245 подсхемасында).
Цикл уақытында УВВ жазылуында сигналы алдында мына сигналдарды
УВВ-ның жұмысы суреті 14 көрсетілген программаға кіріс-шығыс ақпаратты
2.2 Оперативтік есте сақтау құрылғысы (ОЗУ)
ОЗУ – МП алынбас бөлігі болып саналады. Ол
ОЗУ 2 бөлікке бөлінеді:
Статикалық
Динамикалық
Сурет 8- ОЗУ.
Статистикалық ОЗУ-да есте сақтау ақпараты триггерде жұмыс істейді,
ал динамикалық конденсатордың көлемінде 0,5 ПФ ретінде жұмыс
Кез-келген ОЗУ 2 бөліктен тұрады. Элементті есте сақтау
Матрицасынан және дешифратордың адресінен Технология жағынан матрица 2
Оқыған кезде ұяшықтық есінен WRІRD-нің кірісінде 0 тұрақталады.
Оған қарамастан И1, И3, И5 элементтері жұмыс істейді,
Тексеру үшін функционалдық ұяшығынан есте сақтау генератор
қосылады.
Циклді оқу уақытында кіріс порты берілген шинаға сигнал
2.3 Тұрақты есте сақтау құрылғысы (ТЕСҚ)
Сурет 9- Екі разрядты ТЕСҚ схемасы.
Тұрақты есте сақтау құрылғысы төрт типке бөлінеді:
өнделген арнайы мосокты қолдана отырып заводта программалынады;
нихронды және поликремді қосқышты күйдіру жолымен қолданушыны бір
жазылған ақпаратты ультрафиолеттік сауле арқылы өшіру, қолданушыны көп
ақпаратты электр арқылы өшіру, қолданушыны көп сатылы бағдарламалау;
Екінші типті ТЕСҚ-ны қарастырамыз, ол nx2n дешифраторынан
Программа ішкі схемасы көшіруге рұқсат етіледі, өйткені атын
pru-dcd дешифратор схемасы 15 суретте көрсетілген. Дешифратор 3
Сурет 10- Ішкі схемадағы ПЗУ.
10-суретте жеке транзисторлар Т1…Т4 көрсетілген, С1 және С4
ТЕСҚ ұяшығы келесідей жұмыс жасайды. Т1….Т4 және Т6
2.4 Арифметикалық-логикалық құрылғы
ИМС АЛҚ 74181-ды 4 разрядты қосындылағыш түрінде қолдануға
Сурет 11- АЛҚ.
ауыстырушы тасымалдау. Кіріс Сп 0 сигналында С –ке
Төрт разрядты операндтық шығысы А және В сөз
Басқару кірісінің сигналының күйін өзгерте отырып, АЛУ-ды көп
S3,S2,S1,S 0 кірісінде 0000 кодтан логикалық функция орындалады
0001- (А+В)1-операндты А және В инверсті ИЛИ разрядты
0010- А1В-инверсті операнд А және В операндты И
0011- 0-операнд жоқ;
0100- (АВ)1 –инверсті операндты И операциясы;
0101- В1-инверсті операнд В;
0110- АФВ - ерекше ИЛИ операциясы, XRA командасы.
0111- АВ1- инверсті операнд В және А операндты
1000- А1+В- инверсті операнд А және В операндты
1001- (А+В)1- операция ИЛИ инверстік беріліс;
1010- В беріліс операциясы, шығысында В операндты;
1011- АВ-И операциясы, ANA командасы;
1100-1;
1101- А+В1-операция ИЛИ (ORA командасы) инверсті В және
1110- А+В- операция ИЛИ, ORA командасы;
1111- А-шығысында беріліс А операндты;
Арифметикалық операция (M=0) беріліссіз (n=0) беріліспен (Cn=0, мәліметтер
0000- А-шығысында беріліс операндты (А+1-қосындылағыш операндты, С1-ауыстыру);
0001- А+В-қосындылағыш операция есептеусіз ауыстыру команда ADD((A+B)+1 қосындылағыш
0010- А+В1-қосындылағыш операндты операция, А инверстік операнд, в
0011- 1(0);
0100- А+АВ1-(А+(АВ)1+1); Комбинацияны тоқтататамыз, ары қарай бәрі түсінікті.
0101- (А+В)+АВ1((А+В)+АВ1+1);
0110- А-В-1 команда SBB(А-В, команда SUB);
0111- AB1-1 ((AB1));
A+AB (A+B+1);
A+B, команда ADD(A+B+1);
1010- (A+B)1+AB ((A+B1)+AB+1);
AB-1 (AB);
1100- A+A (A+A+1);
1101- (A+B)+A((A+B)+А+1);
1110- (A+B1)+A((A+B1)+А+1);
1111- А-1(А);
ҚОРЫТЫНДЫ
Курстық жоба микропроцессорлық жүйеге арналған. Микропроцессорлық және микрокомпьютерлік
Бұл курстық жоба екі үлкен бөлімнен тұрады. Бірінші
Қорыта келгенде микропроцессорлық және микрокомпьютерлік жүйенің құрылымымен, әр
ПАЙДАЛАНҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
Гивоне Д., Россер Г., Микропроцессорная система. Вводный курс.-М.:
Карлащук В.И. Электронная лаборатория для ІBM PC.-М.: Солон-Р.
Калабеков С.А. Микропроцессоры, их применение.-М.: Радио и связь.
Бесекерский В.А., Изранцев В.В. Система автоматического управления с
Фридмен М.. Ивенс Л. Проектирование систем с микрокомпьютерами.-М:
2
Еркін қол жеткізу және тізбектей қол жеткізу жады модульдерінің сыртқы желісі
Дербес ЭЕМ-нің элементтік базасы
Басқарудың микропроцессорлық жүйелерi
Дербес компьютердің архитектурасы жайлы
Компьютердің құрылымын және оның даму тарихын, принциптерін зерттеу
Микропроцессор жүйесінің құрылғылары
Микропроцессорлық жүйе жайлы
Сандық микропроцессорлардың негізгі параметрлері және қолданылуы
Компьютер құрылғылары Процессор
Дербес де электронды есептегіш машинаның – дамуы