микропроцессорлар құрамында кездесетін типтік цифорлық құрылғылармен танысу

Мазмұны

Нормативті сілтемелер

Анықтама

Белгілер мен қысқартулар

Кіріспе

1 Программаланатын параллельді адаптер . . . 5

1. 1 ППА үшін басқарушы сөздердің форматтары . . . 6

1. 2 Программаланатын байланыстырушы адаптер . . . 8

1. 3 ПБА программалау . . . 10

2 Centronics және LPT-порт интерфейстері . . . 12

2. 1 Centronics интерфейсі . . . 12

2. 2 LPT-порт . . . 15

2. 3 Параллельді порттың кеңейтілмесі . . . 17

2. 4 IEEE 1284 стандарттары . . . 18

2. 5 Физикалық және электрлік интерфейстер . . . 18

2. 6 Ішкі LPT-порты . . . 24

2. 7 Data регистрінде мәліметтерді жазу/оқу . . . 22

Қорытынды . . . 24

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі . . . 25

Нормативті сілтемелер

1 ҚР СТ 1. 5-2004 Стандарттардың мазмұны, оны түзу, рәсімдеуге қойылатын жалпы талаптар.

2 МЖМБС 2. 104-2006 КҚБЖ (ЕСҚД) . Негізгі жазбалар.

3 МЖМБС 2. 701-84 КҚБЖ (ЕСҚД) . Схемалар. Түрлері мен типтері. Орындауға қойылатын жалпы талаптар.

4 МЖМБС 2. 321-84 КҚБЖ (ЕСҚД) . Әріптік белгілеу.

5 СТ ОҚМУ 4. 02-2008 Университет стандарты. Сапа менеджменті жүйесі құжаттардың түзу, мазмұндау мен рәсімдеуге қойылатын талаптар.

6 СТ ОҚМУ 7. 11-2010 Университет стандарттары. Оқу-әдістемелік процестерді басқару.

Анықтама

1 Триггер - екі түрлі орнықты қалпының біреуінде бола алатын, электрондық құрылғы.

2 Регистр - триггердің реттелген жиынтығынан және кіріс пен шығыс сигналдарының басқару сұлбасымен құралған, n - разрядты кодтарды қабылдап және сақтауға арналған функционалдық құрылғы.

3 Санағыш - кірістеріне келетін импульстарды санауға және сақтауға арналған бір кіріс пен n шығысы бар құрылғы болып табылады.

4 Контроллер - бақылаушы.

5 ҮИС - үлкен интегралды схема

6 Дешифрлаушы (дешифратор) - n разрядты екілік сөзді өз шығыстарының тек бірінде ғана пайда болатын басқарушы сигналға түрлендіретін логикалық сұлба.

7 Сумматор - екі санның цифрлық кодын қосу операциясын орындауға арналған.

Белгілер мен қысқартулар

АТ - алып тастау

АС - алмасуды синхронизациялау

МП - микропроцессор

МПЖ - микропроцессорлық жүйе

ҮИС - үлкен интегралдық сұлба

КТ - кристалды таңдау

ЖЖ - жадыға жазу

БШ - берілгендер шинасы

ЕН - енгізу

Ж - жазу

ЖК - жүйелік контроллер

ЖО - жадыны оқу

ЖТЕ - жадыға тікелей ену

ЖТЕБ - жадыға тікелей енуді бекіту

ҚЖ - құрылғы жауабы

Аннотация

«Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар» пәнінен жасалынған бұл курстық жұмыс микропроцессорлар құрамында кездесетін типтік цифорлық құрылғылармен танысуға арналған.

Курстық жұмыс міндеті - ақпараттың микропроцессорларға енетін, қабылданатын, сақталатын, түрлендірілетін, өзгертілетін және таратылатын әдістері мен өңдеуіш құрылғылардың жұмыс істеу принциптерімен танысуға жол ашады.

Курстық жұмыста келесідей мәліметтер шешіледі: микропроцессорлық контроллердің ішіндегі программаланатын адаптер, программалы байланыстырушы адаптер.

Курстық жұмыс М. Әуезов атындағы ОҚМУ-дың «Автоматтандыру, телекоммуникация және байланыс» кафедрасында жасалынды. Жұмыс көлемі 25 бет, кесте саны 4 , сурет саны 11 , және қолданылған әдебиет саны 6 .

Кіріспе

Параллельді интерфейстердің ерекшелігі, олардың сөздердегі биттерді тасмалдау кезінде сызықты сигналды линияларды қолданады, және биттер бір мезетте анықталады. Параллельді интерфейстер ТТЛ логикалық деңгейлерін қолданады (транзистрлі - транзистрлік логика), ол кабельдің ұзындығын ТТЛ-ді - интерфейстің қорғанысының аздығынан шектейді. Ода гальваникалық шешім болмайды. Параллельді интерфейстерді принтерлерді қосу үшін қолданады. Мәліметтерді берудің екі түрі бар: бір бағытта бағытталған (Сеntronics) және екі бағытта бағытталған (Bitronics) . Кейде параллельді интерфейсті екі компьютердегі байланысты орнату үшін қолданады - одан LapLink желісін алады. Бұл курстық жұмыста Сеntronics интерфейстердің протоколдары, стандартты ІЕЕЕ 1284, және де олардың РС порттары қарастырылады.

1. Программаланатын параллельді адаптер

Программаланатын параллельді адаптер (ППА) параллельді кодта МП жүйе мен перифериялық құрылғылар арасындағы ақпаратпен алмасуды қамтамасыз етеді. Оның А, В және С ретінде белгіленген үш көпрежимді енгізу-шығару порты бар.

Порттарға адрестеу келесідей орындалады:

А1 А0

0 0 А порты

0 1 В порты

1 0 С порты

1 1 басқарушы сөз регистрі

Кесте - 1. А, В, С порттарын үш режимнің бірінде программалауға болады.

Егер А және В порттары бір режимге программаланса, онда С порты қызметтік сигналдарды қалыптастыруға, сонымен қатар қалып-күй порты ретінде қолданылады.

Сурет-1. С портының қызметтік сигналдры

1. ППА үшін басқарушы сөздердің форматтары

ППА екі басқарушы сөздермен басқарылады.

ППА порттарының жұмыс режимдерін беретін басқарушы сөз форматы (бірінші басқарушы сөз) .

D7=1- әрқашан басқарушы сөзге режим беру

D6, D5-A портының режимін береді

O O- O режимі

O 1- 1режимі

1 x-2 режимі

D4 - A портының алмасу бағыты

0 - шығару

1 - енгізу

D3 - C портының үлкен жартылай байтының алмасу бағыты

0 - шығар

1 - енгізу

D2 - B порты жұмысының режимі

0 - 0 режимі

1 - 1 режимі

D1- B портының алмасу бағыты

0 - шығару

1 - енгізу

D0 - C портының ішкі жартылай байтының алмасу бағыты

0 - шығару

1 - енгізу

Мысал: А портын 0 режиміндегі енгізу, В портын 0 режиміндегі шығару, РС4 . . . РС7-ні - 0 режиміндегі шығаруға, РС0 . . . РС3-ті -0 режиміндегі енгізуді программалау керек дерлік.

91h

BB55 программалау.

MVI A, 91h; басқарушы сөз → аккумуляторға

OUT port, RUS; аккумулятордан басқарушы сөз → басқарушы сөз регистрге.

С портының разрядтарын орнату - нөлге түсіру басқарушы сөзінің (екінші басқарушы сөз) форматы С портының разрядтарын орнату және нөлге түсіруді орындайды. С портының разрядтарын бит бойынша басқаруға болады.

Сурет-2.

Мысал, С портының екінші разрядын бірлікке орнату

05h

C портының кіші және үлкен жартылай байт көмегімен қызмет етуші сигналдарды қиыстыру 3-суретте көрсетілген.

Сурет-3. Қызметтік сигналдардың құрастыруы

Егер PrPC4-і 0-ге түсірсе, онда А портының үзуге сұраныс (ҮС) аппараттық сигналдары маскаланады (яғни, оларға рұқсат етілмейді) .

PrPC4 - енгізу кезінде А портынан үзуге рұқсат береді/бермейді.

PrPC6 - шығару кезінде А портынан үзуге рұқсат береді/бермейді.

Төменде А және В порттары арқылы 1 режимде берілгендерді негізу жағдайы үшін ППА қалып - күй сөзінің (С портының адресі бойынша оқылады) форматы келтірілген.

D7, D6 - ақпаратты енгізу/шығару қолданылуы мүмкін резерфтік разрядтар

D5- А портының кіріс буфері толы

D4 - PrPC4

D3 - А портын үзуге сұраныс

D2 - PrPC2

D1- B портының кіріс буфері толы

D0 - В портынан үзуге сұраныс

1. 2 Программаланатын байланыстырушы адаптер

Ақпаратты параллель тапсырудың барлық ыңғайлылығмен, бұндай тәсіл тек азғантай қашықтықтарда тапсыруға жақсы болады.

Ақпараттың тізбектеліп тапсырылуында негізгі мәселесі бар, ол символдық және биттік синхрондауды қамтамасыз ету. Бұл мәселені асинхронды тасмалдау көмегімен шешуге болады.

Асинхронды тарату төменгі деңгейдің старт - битінен басталады, ал жоғарғы деңгейдің стоп - битімен аяқталады (4-суретті қараңыз) .

Сурет - 4. Асинхронды жіберудің сұлбасы

Кернеудің жоғарғы деңгейінен төменгі деңгейге құлауымен берілгендерді тапсыратыны анықталады. Қабылдағыш сонда сағатты қосады. Интервалдардың ∆τ ұзақтығы туралы көз бен қабылдағыш алдын-ала келіседі. Алдын-ала болжанған старт-биттің жарты ұзақтығын санап, қабылдағыш кіріс сигналының деңгейін тексереді. Егер ол төмен болып қалса, онда қабылдағыш берілгендерді қабылдай бастайды. Старт-биттің артынан ақпаратты биттер келеді. Олардың мөлшерлері туралы көз бен қабылдағыш солайша алдын-ала келіседі (5-тен 8 ақпараттық битке дейін) . Қабылдағыш кезекті ∆τ интервалының ұзындығының ортасында сигналдың деңгейін есептейді.

Ақпараттық биттерден кейін міндетті емес бақылаушы бит болады. Егер осы биттің қолданылуын программаласақ, онда қабылдағыш тура сондай битті қалыптастырып және келген бақылаушы битпен оны салыстырады. Егер осы сигналдар бір біріне сәйкес келсе, онда ақпарат өзгеріссіз қабылданды, егер сәйкес келмесе, онда «приоритет қате» флагы қойылады. Тапсыру соңында әрқашан стоп-биттің деңгейінің мәні тексеріледі. Ол жоғары болуы керек, кері жағдайда «стоп-биттің жоқ болу» қателігі қойылады.

Көз бен қабылдағыш арасындағы мәліметтер айырбас қалай іске асатындығын жақынырақ қарастырайық:

Көзі.

1) МП-дан ақпарат байты тапсырғыш буферіне келіп түседі.

2) Бұл байтқа тапсырғыштың жылжытылатын регистріне келесі биттер қосылады:

-старт-бит

-бақылауыш-бит

-стоп-бит

Енді асинхронды тасымал аяғына дейін қалыптасты (5-суретті қараңыз) .

Сурет - 5. Асинхронды жіберудің сұлбасы

3) Асинхронды тасмал бит бойынша берілгендерді тапсыру линияға қарай қабылдағыш үшін итеріліп шығады.

Қабылдағыш.

1) қабылдағыштың кірісінен биттер тізбектеліп қабылдағыштың жылжытатын регистріне итеріліп кіреді (6-суретті қараңыз) .

Сурет - 6. Асинхронды жіберудің сұлбасы

2) Қабылдағыштың жылжытатын регистрынан қабылданған асинхронды тасымалдың ақпараттық бөлігі қабылдағыштың буферіне сақталады. Осы кезде егер қате шығып қалса, онда қателіктер жалаулары орнатылады.

3) Егер қате болса, МП буферден қабылданған битті енгізеді.

1. 3 ПБА программалау

ПБА-ді программалау барысында оған басқару сөздерінің жиынтығы жүктелуі қажет. Басқару сөздері екі форматқа бөлінеді:

-режим сөзі (бастапқы басқару сөзі)

-бұйрық сөзі (өтпелі басқарушы сөз)

Режим сөзі ПБА-дің жалпы сипаттамаларын анықтайды, сондықтан ол тастап алу (бастапқы қойылым) операциясын (сыртқы немесе ішкі) кейін міндетті түрде болу керек. Режим сөзі адаптерге жазылғаннан кейін синхросигналдарды немесе бұйрық сөзін енгізуге болады.

Бұйрық сөзі таңдалған режимдегі ПБА-дің нақты жұмысын басқарады. Бұйрық сөзі берілгендер блогын өңдеу кезінде уақыттың кез-келген моментінде жазылуы мүмкін. ПБА-дің сөз форматына қайта оралу үшін бұйрық сөзінде арнайы разрядты логикалық бірге орнатуға болады. Осы арнайы разряд тастап алу ішкі операциясын орындайды да, адаптерді автоматты түрде режим сөзі форматына ауыстырады. Осылайша бұйрық сөзі режим сөзінен кейін болу керек немесе синхронды режимде синхрондау символдардан кейін болу керек. 7-суретте берілгендер блогының типтік құрылымы келтірілген.

Сурет - 7. Берілгендер блогының типтік құрылымы

Режим сөзінің форматы

Д0, Д1 режимнің берілуі

0 0 -синхронды режим

Қалған терімдер - асинхронды режим. СТ және СҚ кірістеріне келіп түсетін жиілік адаптер ішінде 16 және 64-ке бөлінеді

01-х1

10-х16

11-х64

Д2, Д3-асинхронды тапсыруда ақпараттық блоктың өлшемін беру

0 0-5 бит

01-6 бит

10-7 бит

11-8 бит

Д4-«1»-паритет бойынша бақылауға рұхсат (қайсысынан екені Д5-тен анық) .

Д5-«1»-жұп бойынша

«0»-тақ бойынша

Д6, Д7-стоп биттің ұзақтығы

01-∆τ

10-1, 5∆τ

11-2∆τ

Синхронды режимде Д6 разряды синхронизация түрін береді (ішкі немесе сыртқы), ал Д7 синхросимволдардың санын береді (1 немесе 2) .

Бұйрық сөзінің форматы:

Д0-1 тапсырудың рұқсаты

Д1-1-терминалдың берілгендерді беруге дайындығы жайлы сұраныс

Д2-1-қабылдауға рұқсаты

Д3-1-үзіліс күйін беру

Д4-1-қателіктер жалауларды тастап алу

Д5-1-берілгендерді қабылдауға дайындығына сұраныс сигналын беру (ТҚС)

Д6-программаланатын тастап алу. ПБА-ді бастапқы күйіне қою үшін 3 рет осы команданы тапсыруға кеңес беріледі

Д7-синхронды тапсыруға ғана жүзеге асады. Синхросигналдарды іздеуге рұқсаты.

2 Centronics және LPT-порт интерфейстері

Принтерді Centronics интерфейсінің РС-не қосу үшін параллельді интерфейс ойлап табылған- LPT-порт (Line Printer-құрастырылатын принтер) атауы пайда болды. Қазіргі таңда бұл порт арқылы тек құрастырылатын принтерлер ғана қосылмайды, бірақта "LPT" атауы сол күйінде қалды.

2. 1 Centronics интерфейсі

Centronics тек сигналдарды және протоколдарды жинауға ғана емес, ол және де 36-контактілі принтердің кеңейтілмесіне де қатысты. Сигналдардың берілуі 1-кестеде көрсетілген. Centronics интерфейстері параллельді интерфейсті принтерлерінен қолдау табады. ИРПР-М интерфейсі оның негізгі аналогы болып табылады. SPP (Standard Parallel Port) дәстүрлі порты бір бағытты порт болып табылады, ол арқылы Centronics программалы протоколының айналымы орындалады. Порт Аск# кірісіндегі аппараттардағы импульстерді бөлуді іске асырады. Порттағы сигнал PB-25S кеңдігімен шығарылады, ол адаптерлік платада орнатылады немесе жіңішке шлейфпен бірігеді. Centronics интерфейсті портының сигналдарының кеңейтілмесінің атаулары мен бекітілулері сәйкес келеді (2-кесте) .

Кесте - 2. Centronics сигналдарын бекіту.

Сурет-8. Centronics протоколы арқылы мәліметтерді беру

Кесте - 3. Портты сигналдардың кеңейуінің атауы және бекітілуі

*І/0 кіріс/шығыс сигналдарын портқа жібереді. 0/1 шығыс сызықтарын анықтайды, ол порттың шығысындағы күйін оқуды санайды; (І) -шығыс сызықтары, ол тек ерекше жағдайларда ғана санайды.

** символымен "\" иверттелген сигналдар белгіленеді(1 резистрде төменгі деңгейлі сызыққа сәйкес келеді) .

*** Аск# кірісі +5В-қа ие резисторға жалғанған (10кОм) .

2. 2 LPT-порт

Интерфейсті параллельді адаптерлер регистрлердің жинағынан тұрады, олар кіріс/шығыста орналасқан. Регистрлі порттың адресі базалық порттың адресіне қатысты болады, оң стандартты 3BCh, 378h және 278h мәндеріне ие болады. Порт адаптерлі сұраныс сызығын қолдана алады, көбінесе IRQ7 немесе IRQ5. Портта 8-битті ішкі шиналы мәліметтер болады, 5-битті шиналы сигналдардың күйі мен 4 битті шиналардың басқарылатын сигналдарын BIOS арқылы төрт LPT-порттың өзінің сигналын INT 17h, олардан өтетін байланысты Centronics интерфейсті принтерімен қамтамасыз етеді. BIOS сервисі символдардың шығуын қамтамасыз етеді, интерфейстің инициализациясы және принтерлер, тағы да принтерлердің күйін меңгереді.

Стандартты порт 8 битті 3 регистрден тұрады, олар көршілес адаптерде орналасқан кіріс/шығыс, порттың базалық адресінен басталады(BASE) . Date Register(DR) -регистрлер мәліметі, ВЛ5Е=адрессі. Берілгендер, осы портта жазылған, олар шығыс интерфейстерінің сызықтарына түседі. Берілгендер, осы регистрден оқылған, олар адаптердің схемотехникасына тәуелді болады немесе алдыңғы жазылған мәліметтерге сәйкес болады, немесе сол сызықтардағы сигналдарда бір және бірегей. Егер портқа байт бірлікті разрядтарын жазсақ, миксХ интерфейсінің сызықты шығысында коллектордың шығыс типіне қандай да бір код түседі, алайда бұл код регистрдегі берілгендерден алынады. Осылайша, адаптердің ескі көптеген модельдерінде дискретті сигналдардың кіріс портын жасайды, бірақ ақпаратты тарататын шығыс тізбегі адаптердің буферіндегі шығыс бірлігінің логикалық шығысының тогымен кері сипатта болады. ТТЛ схемотехникасында бұндай шешімдерге тыйым салынбайды, егер ол КМОП микросхемалық құрылғысында орындалса олардың қуаттары шиналық кедергілерде жеткіліксіз болады. Алайда қазіргі кездегі адаптерлердің шығысында 50 Ом-дық кедергілі резистормен бірігеді. Қысқа тұйықталу кезіндегі шығыстағы ток сыртқа шыққанда 30мА-ден аспайды. Қарапайым есептеулерден көретініміз, кеңею кезіндегі қысқа тұйықталудың шығысындағы «бірлік» сол резистордың 1, 5В кернеуіне түседі, ол кіріс сигналында «бірлік» болып қабылданады. Осылайша бұндай кірістер барлық компьютерлерде жұмыс істей бермейді. Кейбір портты адаптерлердің шығыс буферлеріндегі платадағы ауыспалық өшіріледі. Сол кезде порт қарапайым кіріс портына айналады.

Status Register(SR) -регистрлік күй; принтердің 5-битті портының кіріс сигналының күйін көрсетеді(биттер SR. 4- SR. 7), адрестері==8Л3Е+7. SR. 7 биті кіші деңгейлі сигналдың бірлігінің мәні регистрдің битіне теңеседі және керісінше инверттеледі.

Бит регистрінің күйін бекіту (жақшаның ішінде контактлердің кеңеюінің номерлері берілген) ;

SR. 7- Busy- Busy(11) сызығының инверсті кескіні: ол төменгі деңгейдегі сызықтарда бит бірлігі орнатылады-ол келесі байттың шығысына мүмкіндік береді.

SR. 6-Ask(Asknowledge) -Ack#(10) сызығының кескіні.

SR. 5-PE(Paper End) -Paper End(12) сызығының кескіні. Бірлік мәні жоғарғы деңгейдің сызығына сәйкес келеді-ол парақ соңындағы принтердің сигналы.

SR. 4-Select-Select(13) сызығының кескіні. Бірлік мәні жоғарғы деңгейдің сызығына сәйкес келеді-ол принтерді қосу кезіндегі сигнал.

SR. 3-Error-Error(15) сызығының кескіні. Төменгі деңгейлі сызыққа нөлдік мәнге сәйкес келеді-ол керек принтердің қателігін көрсететін сигнал.

SR. 2-PIRQ-Ackft сигналымен бөлу флагы (тек PS/2 портына ғана) . Егер Ack# сигналы ақпараттық бөлініске түссе бит нөлге теңеседі. Регистрді оқыған кезде және ақпараттық мәнін төмендеткенде бірлік мәні орнатылады.

SR[1:10] -резервтелген.

Control Register(CR) -басқарылатын регистр, upec^ BASE+2. Мәліметтер регистрі секілді, бұл 4-битті портында жазылады және оқылады(0-3 биттері), алайда оның шығыс буфері «ашық коллектор» типінде болады. Бұл берілгендер регистрінің сызықтарының кірісіне жоғарғы деңгейлі порграммаларды орнатқан кезде корректорды қолдануға рұқсат береді. 0, 1, 3 биттері инверттеледі.

Регистрлі басқарылатын биттердің бекітілуі.

CR[7:6] - резервтелген.

CR. 5-Pirection-бағытталған мәліметтерді жіберуді басқару биті(тек PS/2 порттары үшін) . Бірліктерді енгізу берілгендер портын шығыс режиміне ауыстырады. Оқу кезіндегі биттің мәні белгісіз болады.

... жалғасы

Микропроцессор негізінде микро ЭЕМ-і ұйымдастыру

Микропроцессорлардың құрылымы

Қазақстан Республикасының мемлекеттік жалпыға міндетті білім стандарты

Аналогты электронды құрылғылар

МП жүйесіндегі интерфейс

Микропроцессорлық техниканыңсақтағыш құрылғылары

КОМПЬЮТЕР АРХИТЕКТУРАСЫ ПӘНІНІҢ ЭЛЕКТРОНДЫҚ ӘДІСТЕМЕЛІК ҚҰРАЛЫН ЖАСАУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ

Микропроцессорлар

Еркін қол жеткізу және тізбектей қол жеткізу жады модульдерінің сыртқы желісі

Компьютердің классификациясы

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс