Микропроцессорлық техниканыңсақтағыш құрылғылары

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ

МИНИСТРЛІГІ

М. ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Автоматтандыру, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ және

БАСҚАРУ кафедрасы

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

пәні «Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар»

мамандығы: Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар

тақырыбы: Микропроцессорлық техниканың сақтағыш құрылғылары

Жұмыс

Бағасы

Бағасына қорғалды

«___» 2015_ж.

Комиссия

қолы, аты - жөні

Норма бақылау:

қолы, аты - жөні

Орындаған

Студент

Тобы -

қолы, аты - жөні,

Жетекші

қолы, аты - жөні,

Шымкент 2015 ж.

Ф. 7. 05-04

М. О. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті

Автоматтандыру, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯ және

БАСҚАРУ кафедрасы

«Бекітемін»

Кафедра меңгерушісі

Исмаилов С. Ө. т. ғ. к., доцент

2015ж.

«Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар»

пәні бойынша курстық жұмыс

ТАПСЫРМА № 11

Студент тобы

Жұмыс тақырыбы: Микропроцессорлық техниканың сақтағыш құрылғылары

Бастапқы мәліметтер жоқ

№

Курстық жұмыстың мазмұны

Орындау мерзімі

Салыстырмалы көлемі (парақ саны)

№: 1

Курстық жұмыстың мазмұны: Кіріспе

Орындау мерзімі: 2 апта

Салыстырмалы көлемі (парақ саны): 1-2

№: 2

Курстық жұмыстың мазмұны: Жадыны ұйымдастыру

Орындау мерзімі: 5 апта

Салыстырмалы көлемі (парақ саны): 8-9

№: 3

Курстық жұмыстың мазмұны: Стектік жады

Орындау мерзімі: 7 апта

Салыстырмалы көлемі (парақ саны): 1-2

№: 4

Курстық жұмыстың мазмұны: Сыртқы жадымен интерфейсті ұйымдастыру

Орындау мерзімі: 8 апта

Салыстырмалы көлемі (парақ саны): 5-6

№: 5

Курстық жұмыстың мазмұны: Жадымен айырбастау операцияларды орындайтын командалар

Орындау мерзімі: 10 апта

Салыстырмалы көлемі (парақ саны): 4-5

№

Графикалық бөлімнің мазмұны

Орындау мерзімі

Парақ саны

Формат

№:

Графикалық бөлімнің мазмұны:

Орындау мерзімі:

Парақ саны:

Формат:

Әдебиет:

1. Б. С. Есмағамбетов. «Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар» пәні бойынша әдістемелік нұсқау

2. Есмағамбетов Б. С. Цифрлық құрылғылары және микропроцессорлар. Оқу құралы. Шымкент: «Нұрлы бейне» баспасы, 2010, 184с

3. Есмағамбетов Б. С. Басқару жүйелердргі микропро-цессорлық кешендер. Оқу құралы. Шымкент: «Әлем баспасы», 2013, 236с

Тапсырманың берілген күні , жұмысты қорғалған күні

Жұмыстың жетекшісі:

(аты - жөні, қолы)

Тапсырманы орындауға қабылдаған

(күні, студенттің қолы)

Ф. 7. 04-06

Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі

М. О. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті

«Ақпараттық технологиялар және энергетика» жоғары мектебі

«Автоматтандыру, телекоммуникация және басқару» кафедрасы

«Бекітемін»

Кафедра меңгерушісі

Исмаилов С. Ө. т. ғ. к., доцент

«»2015ж.

Курстық жұмыс қорғау

Хаттамасы № 11

пәні: «Цифрлық құрылғылар және микропроцессорлар»

студент тобы -

(аты - жөні)

Курстық жұмыс тақырыбы Микропроцессорлық техниканың сақтағыш құрылғылары

Қорғау кезінде келесі сұрақтарға жауап алынды:

Курстық жұмысты орындау кезінде алынған балл (60 мүмкіндіктен) , қорғау бағаланды (40 мүмкіндіктен ) балл.

Сомалық баллы

Жұмыстың бағасы

Курстық жұмыстың жетекшісі

Комиссия мүшелері

Қорғау күні 2015ж.

Аннотация

Соңғы кезде өндірістік технологиялық процестерінде қолданылатын машиналар мен жабдықтардың көбісінде басқару әрекеттері цифрлық аппаратурамен жүзеге асады. Басқаруды бір мақсатқа бағытталған ақпараттың өзгеруі деп қарастырғанда, мұндай аппаратура микропроцессордың ақпарат өңдейтін мүмкіндігін пайдаланады. Осы тұрғыдан қарағанда, курстық жұмысында қарастырылған мәселелер микропроцессорлардың сақтағыш құрылғыларымен танысуға жол ашады.

Курстық жұмысында микропроцессорлардың сақтағыш құрылғылары, стек жадыны ұйымдастыру принциптері, сыртқы жадымен интерфейсті ұйымдастыру, жадыны ұйымдастыру мәселелері, жадымен айырбастауды орындайтын командалар қарастырылған.

Көлемі 27 бет, 13 сурет, 7 әдебиет қолданылған.

Мазмұны

Нормативтік сілтемелер 6

Пайданылатын қысқартулар мен белгілер 7

Кіріспе 8

Жадыны ұйымдастыру 9
Стектік жады 17

Сыртқы жадымен интерфейсті ұйымдастыру 17

Жадымен айырбастау операцияларды орындайтын

командалар 23

Пайдаланылған әдебиеттер і 27

Нормативті сілтемелер

Белгілер

Атауы

Белгілер: ВСН 205-84

Атауы: Технологиялық процестерді автоматтындыру жүйесінің электр құрылғыларының жобалау бойынша нұсқаулық

Белгілер: ГОСТ 2. 708-81

Атауы: Сандық және есептік техниканың электр схемаларын орындау ережесі

Белгілер: ГОСТ 2. 755-87

Атауы: Сызбадағы шартты графикалық белгілер. коммутациялық және байланыс желілер.

Белгілер: ГОСТ 2. 754-72

Атауы: Шартты шрафикалық электр құрылғылары және жоспардағы сымдар.

Белгілер: ГОСТ 2. 601-95

Атауы: Эксплуатациялық құжаттар (ЕСКД)

Белгілер: ФС ОҚМУ 4. 6-002-2004 СМК

Атауы: Оқу құжаттарын рәсімдеу ережелері. Графикалық құдаттарға қойылатын жалпы талаптар.

Белгілер: СНиП 3. 05. 07-85

Атауы: Автоматтандыру жүйесі.

Белгілер: ПТҚ

Атауы: Тұтынушылардың электр құрылғыларын техникалық пайдалану ережесі.

Белгілер: ТҚЕ

Атауы: Тұтынушылардың электр құрылғыларын пайдалану кезінде техникалық қауіпсіздік ережелері

Белгілер: ВСН-329-78

Атауы: Бақылау аспаптарының және автоматтаедыру құралдарын монтаждау мен жөндеу кезінде техникалық қауіпсіздігі бойынша нұсқаулық

Қолданылған қысқартулар мен белгілер

МП - микропроцессор

ЭЕМ - электронды есептеу машина

ТСҚ - тұрақты сақтағыш құрылғы

ПТСҚ- программаланатын тұрақты сақтағыш құрылғы

ҚПСҚ - қайта программаланатын сақтағыш құрылғы

ОСҚ - оперативті сақтағыш құрылғы

СК - стек көрсеткіші

АЦТ - аналогты -цифрлық түрлендіргіш

СҚ - сыртқы құрылғы

Кіріспе

Тақырыбының өзектілігі .

Курстық жұмыстың өзектілігі тақырыб бойынша қарастылылған мателиалдардың микропроцессорлық техникада пайдалуымен анықталады.

Курстық жұмыстың мақсаттары мен міндеттері микропроцессорлық техникадағы пайдаланатын құрылғыларды қолдану принциптеріне негізделеді.

Практикалық қажеттілігі.

Курстық жұмыстың практикалық қажеттілігі қарастырылған принциетері, құрылымдық схемалары, сипаттамалары әр-түрлі цифрлық техникада қолдану мұмкіндіктерімен анықталады.

Курстық жұмыстың мазмұны тапсырманың және әдістемелік нұсқаудың талаптарына сәйкеседі [1] .

1. Жадыны ұйымдастыру

Жады номерленген ұяшықтардың жиынтығы болып табылады [2] . Ұяшық номері - оның адресі.

Сурет 1 - Жадыны көрсету.

Жадының МП-ғы классификациясы мен оның орны төмендегі суреттерде келтірілген [2, 3] .

Сурет 2 - Негізгі жады классификациясы.

Сурет 3 - МП құрылымындағы негізгі жады орны.

Бұйрықтар тізбегі (яғни программа) программа жадысы деп аталатын негізгі жады аумағында сақталады. Осы бұйрықтармен өңделетін берілгендер берілгендер жадысында сақталады. Жадыны бұлай бөлу кейде жеткілікті шартты, өйткені программа жадысы және берілгендер жадысы әрқашан да бөлек орналаспаған. Бұл жағдайда егер жадыда бұйрық болса, онда ол программа бөлігі болып табылады деп есептеледі, ал егер онда берілгендер болса, онда ол берілгендер жадының бөлігі болып табылады, ол қай жерде МП-жүйеде физикалық орналасқанынан тәуелсіз.

Энерготәуелді және энерготәуелсі з жадылар бар. Энерготәуелді жадыда қоректі өшіргенде ақпарат жоғалады, мысалы оперативті сақтағыш құрылғы (ОСҚ) осылай болады. Энерготәуелсіз жадыда ақпарат қоректі өшірсе де жоғалмайды, мысалы тұрақты сақтағыш құрылғыда (ТСҚ) .

Статикалық жады - ақпарат қоректі өшіргенше сақталады. Динамикалық жады - біраз уақыттан кейін жады бұзулады, сондықтан оны жаңартып отыру қажет.

ТСҚ-тұрақты сақтағыш құрылғы - оған ақпарат МПЖ-ні дайындау кезінде жазылады.

ПТСҚ- программаланатын тұрақты сақтағыш құрылғы -оны бір рет программалауға болады, бірақ бұл қолданушымен орындалуы мүмкін.

ҚПСҚ - қайта программаланатын сақтағыш құрылғы - шексіз программалауға болады.

Ультракөгілдір өшірумен ҚПСҚ - ақпарат ультракүлгін сәуле көмегімен өшіріледі. Қазіргі кезде қолданылмайды.

Электрлік қайта программаланатын ҚПСҚ - ақпарат электрлік токпен өшіріледі. Қазір ең көп қолданылады.

МП-жүйе орындай алатын әртүрлі бұйрықтар саны бөліктеліп машиналық сөздердің разрядтылығымен анықталады. Сегізразрядты машиналық сөздері бар МП-жүйелерде ең көп 2 ⁸ =256 бұйрық көрсетуге болады. Мұндай МП-жүйелер сегізразрядты МП-жүйе деп аталады. Егер МП-жүйе 16-разрядты сөздермен жұмыс істесе, олар 16-разрядты МП-жүйе деп аталады.

Көбіне машиналық сөздің разрядтылығына тәуелсіз, МП-жүйенің негіз жадыда байттық ұйымдастыру, яғни жадының бір ұяшығының сегіз разряды бар, болады. Сондықтан, жады сыйымдылығы, яғни сегізразрядты ұяшықтардың (сөздердің) максималды саны, байттармен немесе килобайттармен (1 Кбайт=1024 байт), мегабайттармен (1 МБайт=1024 Кбайт) көрсетіледі. Кейде жады ұяшығындағы разрядтар саны және жады ұяшықтарының саны көрсетіледі, мысалы 1Кх4 немесе 1Кх8. Бұл белгі жады сыйымдылығы 1024 төртразрядты және 1024 сегізразрядты ұяшықтар (сөздер) барлығын білдіреді.

Машиналық сөздің ұзындығынан бөлек маңызды сипаттамасы МП-жүйеның жады ұяшыгының адрестің (нөмердің) разрядтылығы болып табылады. Сегізразрядты және 16-разрядты МП- жүйелердің көпшілігінде екі байттық адрестері бар, соның көмегімен 2 ¹⁶ =65536 сегізразрядты сөздерді адрестеуге болады. Бұл жағдайда ең кіші разряд

болады, ал ең үлкен адрес

16 разряд

… ₍₂₎ = ₁₆

Көбіне бір машиналық сөздің разрядтары физикалық жадының әртүрлі интегралдық сұлбаларда (кристалдарда) орналасады.

16 разряд

… ₍₂₎ = ₁₆

в) жады модульдері

б) жады модульдері

Машиналық сөз

а) жады модульдері

7 6 5 4

. . .

3 2 1 0

. . .

7 6 5 4 3 2 1 0

. . .

Сурет 4 - Сегізразрядты сөздерді сақтауға жады модульдерінің нұсқалары.

Машиналық сөзді сақтауды қамтамасыз ететін жады кристалдары жады модульдері деп аталады.

Жоғарыда келтірілген суреттерде (а) сегіз кристалдан тұратын жады модулінің мысалы берілген. Әрбір сөздің бір разряды бір кристалды болады. (б) -да екі кристалдан тұратын жады модулі келтірілген, олардың әрқайсысында барлық сөздердің төрт разряды сақталады. (в) -да 8-разрядты сөзді бір кристалда орналастыру мысалы келтірілген.

Адрестеу

Жады адресіндегі разрядтар саны жады сыйымдылығына тәуелді. Егер сыйымдылық 1Кбайт=1024 сөзді құраса, он разрядты адресті қолдану керек (2 ¹⁰ =1024) . Егер МП-жүйенің негізгі жадыда жады модулі бірден көп болса, кодтың бір бөлігі берілген сөздің жады модулінің қайсысында орналасқандығын көрсетуі қажет. Бұл бөлік модульді таңдау коды немесе кристалды таңдау коды деп аталады. Адрес бөлігі, жады сөзін модуль ішінде таңдайтын, сөз адресі деп аталады.

Адрес мысалы

0011 011100101101

модульді таңдау модульдегі сөз адресі

Сөз адресін декодалау жады кристалдарының өзінде орындалады. Адресті декодалау үшін бөлек интегралдық сұлба қолданылады (дешифратор) . Негізгі жадыны ұйымдастыру ерекшеліктерінен адрестеу әдісі тәуелді, яғни адрестің қандай разрядтары модульді таңдауға және модуль ішінде сөзді адрестеуге қалданылады.

Ескерту.

МП-жүйеде жадының әртүрлі типі болуы мүмкін, мысалы ОСҚ модулі және ТСҚ модулі.

Адрестеу кезінде модульді таңдау жүйесіне және сөз адресіне сәйкес ТСҚ және ОСҚ т. б. модульдерінде өздерінің модульді таңдау кодтары болады.

Мысалды қарастырайық.

Берілген . МП-жйүенің негізгі жадысы 4 модульден тұрады: ТСҚ бір модулінен және үш ОСҚ модулінен. ТСҚ модулінің сыйымдылығы 1Кбайт=2 ¹⁰ сөз, әрбір ОСҚ модульдерінің сыйымдылығы 4Кбайт=2 ¹² сөз. Берілген МП-жүйеде жадыны адрестеу 16-разрядты шинамен орындалады.

Сұрақ . Сөзді қалай адрестеуге болады?

Мүмкін шешім. ТСҚ модулінде сөзді таңдау үшін сөз адресіне 10 разряд және модульді таңдауға 6 разряд керек (2 ¹⁰ =1024=1К) . Егер осы ТСҚ модулін таңдау ретінде кодын таңдасақ, онда сөздердің адрестері келесі аралықта жатады:

16 разряд

10 разряд

11 … 1 ₍₂₎ = 03FF ₁₆

… ₍₂₎ = ₁₆ до

ОСҚ модульдерінің бірінен сөз таңдау үшін, сөз адресі үшін 12 разряд қажет (2 ¹² =4096=4К) және 4 разряд ОСҚ модулін таңдауға қалады.

Егер ОСҚ бірінші модулі үшін 0001 кодын берсек, бұл модульдегі сөздердің адрестері келесі аралықта жатады:

12 разряд

00010 ден … 0 ₍₂₎ = 1000 ₁₆ дейін

12 разряд

00011 … 1 ₍₂₎ = 1FFF ₁₆

ОСҚ екінші модулінде, оны таңдау үшін 0010 коды қолданылады, сөздердің адрестері келесі аралықта болады:

12 разряд

00100 … 0 ₍₂₎ = 2000 ₁₆

12 разряд

001011 … 1 ₍₂₎ = 2FFF ₁₆

ОСҚ үшінші модулінде, ол 0011 кодымен таңдалады, сөздердің адрестері 0011 ₂ = 3000 ₁₆ ден 00 ₂ = 3FFF ₁₆ дейн аралықта жатады.

Төмендегі суретте сұлбалық барлық машиналық сөздердің адрестері көрсетілген. Мұндай сұлба жады картасы деп аталады.

03FF 1000 1FFF 2000 2FFF 3000 3FFF

Қолданылмайтын адрестер аймағы облыстары

льзуемая область адресов

Қолданылмайтын адрестер аймағы

ТСҚ

ОСҚ

Сурет 5 - МП-жүйенің жады картасы.

Жадыны ұйымдастыру мысалы төмендегі суретте келтірілген:

A ₁₃ …A ₀

Оқ

КТ

ТСҚ

Оқ/Ж

КТ

ОС

КТ

ОС

Оқ/Ж

A ₁₅ …A ₁₄

Дешифратор

Сурет 6 - Жадыны ұйымдастыру мысалы.

Жады кристалдарының құрылымдары төмендегі суретте келтірілген:

Сурет 7 - Жады кристалдары құрылымының мысалдары.

Жады жүйені ұымдастыру .

16 биттік адрес шинасы бар жадының адрестік кеңістігі 64 Кбайт болады. Жеке жады микросхемалардың сыйымдылығы одан кіші, сол себебтен ЭЕМ-ның жадын құрастыру үшін он шақты микросхемалар қажет болу мұмкін. m-биттік микросхемалар негізінде разрядтығы M бит жадыны ұйымдастыру үшін M/m микросхемаларды біріктіру қажет. Олардың адрестік және басқару сигналдардың кірістерін параллель ретінде байланыстыру керек. Төмендегі сүретте 8 микросхема негізіндегі сыйымдылығы 4К жады модульдың сұлбасы көрсетілген. Барлық микросхемалардың деректер шинасының сызықтары параллель ретінде біріккен және деректердің жүйелік шинасына қосылған.

Адрес сызықтары 3 тобына бөлінеді және келесі функцияларды атқарады.

Сыйымдылығы 4 Кбайт модульді таңдап алу үшін А ₁₅ - А ₁₂ адрес сызықтары пайдаланады. Олар ДШ1 бірінші дешифратордың кірісіне кіреді, ал дешифратордың 16 шығыс сызықтары 16 жеке модульдерге қосылады, яғні таңдап алған модульді белгілейді.

А ₁₁ - А ₉ үш сызығы ДШ2 екінші дешифратордың кірісіне кіреді. Дешифратордың 8 шығысы 8 жеке микросхемалардың CS кірісіне кіреді, яғні таңдалған микросхеманы белгілейді.

Кіші А ₈ - А ₀ 9 сызығы таңдалған микросхаманың жады ұяшығын таңдап алу үшін пайдаланады.

Ақпаратты жазу немесе шығару үшін «Жазу» және «Оқу» сигналдары пайдаланады.

Сүретте мысалы үшін 6-ші модуль көрсетілді. Осы модульді таңдап алу үшін А ₁₅ - А ₁₂ адрес сызығының коды 0110 болу керек.

Сурет 8 Сыйымдылығы 4 Кбайт жады модульдың сұлбасы

2. Стектік жады

«Соңғы жазылған - бірінші оқылған» принцип бойынша ұйымдастырылған жад стек жады деп аталады [4] . Стек жадының жұмыс істеу принципы 9 сүретпен анықталады.

Сурет 9. Стек жадының жұмыс істеу принципы

Стекке жазылатын сөз жадының бірінші бос ұяшығында орналасады. Келесі жазылатын сөз алдынғы сөзді бір ұяшыққа жоғары жылжытады да оның орына орналасады және әрі қарай. Стектен сөздерді оқу теріс тәртіппен өтеді.

Стек екі түрде болыды: аппараттық және аппараттық - программалық.

Аппараттық стек регистрлер арқылы ұйымдастырлады. Стекке берілгендерді жазған және оқыған кезде стектың құрамы автоматты жылжыйды. Микропроцессорларда стек арқылы программалық санаушы (командалар адрес регистрі) құрастырлады. Аппараттық стектың артықшылығы - жоғары жылдамдығы, кемшілігі - шектелген көлемы.

Стекты адрестеу үшін стек қөрсеткіш пайдаланады.

3. Сыртқы жадымен интерфейсті ұйымдастыру.

МикроЭЕМ маңызды қызметтерінің бірі сыртқы құрылғылармен берілгендермен алмасуы (кейде сыртқы құрылғыларды перифериялық деп аталады) . Барлық сыртқы құрылғылар қызмет ету үшін белгілі бір басқарушы сигналдар жиынтығын, алмасу протоколды және микроЭЕМ-мен алмасу әдісін, қолданылатын код бір түрін қажет етеді. Сондықтан ақпаратпен алмасу шиналары сыртқы құрылғыларға тікелей емес интерфейс арқылы қосылады. Интерфейстің құрылымы мен жұмыс істеу принципі көп дәрежеде қосылатын компоненттердің үйлесімділігі мен анықталады. МикроЭЕМ-ға сыртқы құрылғыларды қосу үшін арнайы электрондық сұлбаларды қолданады, олар интерфейстік модульдер деп аталады [4, 5] . Интерфейстік модульдің ұйымдастыруі көп жағдайда сыртқы құрылғылардың типімен және олардың физикалық табиғатымен (электрондық, электромеханикалық) және архитектурасымен анықталады.

Осылайша, интерфейс дегеніміз программалық және аппараттық құралдар жиынтығы. Олардың көмегімен микроЭЕМ компоненттері қойылған мәселелерді шешуге қызмет етуді ұйымдастыру үшін өзара бірігеді. Программалық қамтамасыз ету келесы программаларды қосады: драйвер-программалар, үзуге сұраныстарды өңдеу программалары, ақпарат типінің идентификациялар (берілгендер, басқарушы символдар және т. б. ), форматтарды түрлендіру программалары және т. б.

Интерфейсті ұйымдастыру кезінде аппараттық және программалық құралдарды таңдау арасында компромистік шешімдер қабылдауға тура келеді. Себебі аппаратық бөлікті минималдау кезінде интерфейстің программалық қамтамасыз ету бағасы үлкееді.

Интерфейсті қолдану қажеттілігін анықтайтын негізгі белгілерді қарастырайық. Бұл - жылдамдығы, алмасу үшін қолданылатын кодтар, микропроцессордың архитектурасы, электрлік сипаттамалары. Егер бірігетін компоненттер бір-біріне бір немесе бірнеше көрсетілген белгілер бойынша сәйкес келмесе, олар интерфейстік модульсіз біріге алмайды. МикроЭЕМ-ң және перифериялық құрылғылардың әртүрлі жылдам жұмыс істеуі құрылғылардың берілгендермен алмасуға дайындығын тұрақты тексеруге талап етеді. Оған қосымша тапсыру кодтарды уақытша сақтау үшін арнайы буферлік регистрлерді талап етеді. МикроЭЕМ компоненттері берілгендерді бірдей интерпретациялау үшін ақпаратпен алмасуға арнайы стандартты кодтар қолданылады. Олардың ішінде алфавиттік- цифрлық символдар, арнайы символдар және басқарушы символдары бар. Микропроцессор архитектурасын қалыптастыратын берілгендер шинасын және адрес шинасын ұйымдастыруы МП мен СҚ-дың арасында берілгендерді алмасу протоколын анықтайды. Осы протоколда процессор мен перифериялық құрылғыларды синхрондау әдісі, қалып-күй белгілерінің кодтары, басқарушы сигналдары бар. МикроЭЕМ компоненттері осы алмасу протоколына бағынуы керек. МП-ң электрлік сипаттамалары интерфейс сұлбаларының электрлік сипаиттамалары мен үйлесімді болуы керек, ал олар өз кезегінде перифериялық құрылғының электрлік сипаттамаларымен үйлесімді болуы керек.

Жады мен перифериялық құрылғылармен микропроцессор интерфейсін ұйымдастыру ерекшеліктерін қарастырайық.

Жеке және ортақ шиналы интерфейс

Әртүрлі микроЭЕМ-да берілгендерді, адрестерді, басқарушы сигналдарды тарату кезінде шина жүйесінің қолдану тәртіптері әртүрлі болу мүмкін. Оған қарамастан екі құрылғылар (олардың бірі қорек көзі, ал басқасы - ақпарат қабылдағыш болып табылады) арасындағы ақпарат алмасу процедурасында, интерфейсті ұйымдастыруда принципиалды ортақ заңдылықтар бар [6] . Бұл заңдылықтар жалпы жағдайда ақпаратпен алмасу кезінде белгілі бір әрекет жиынтығын іске асыруға керектігіне байланысты. Осы әрекет жиынтығы мынандай: алмасуды орындау керек болған перифериялық құрылғыны және, егер талап етілсе, жады бөлігін адрестеу; перифериялық құрылғының қалып-күйінің оның алмасуға дайындығын анықтау мақсатындағы анализі; перифериялық құрылғыларда кейбір басқарушы функцияларды орындау, мысалы, бастапқы түсіру, қайта айналдыру, старт, тоқтату және т. б; егер қажет болса, берілгендерді тарату мен буферлеу; алмасу процесін процессорға үзу сигналын беру арқылы аяқтау. Бұл амалдар басқарушы сигналдар басқаруымен орындалады, олар кодтарды беру мен қабылдау, құрылғылардың дайындығын тексеру, алмасудың таңдалған режимі үшін сигналдарды қалыптастыруды қамтамасыз етеді. Басқарушы сигналдар мен оларға сәйкес процессордың сыртқы шиналарының [7] 10-суретте келтірілген типтік жиынтығын бөлуге болады. Олардың берілгендерді, адрестерді, басқарушы сигналдарды беру кезіндегі логикалық құрылым мен физикалық ұйымдастыру қосарлануы әртүрлі процессорларда, әрине әртүрлі болуы мүмкін.

Сурет 10 - Процессордың сыртқы шиналар мен сигналдары.

Микропроцессорлық техникада процессор, жады және перифериялық құрылғылар арасындағы интерфейстің екі негізгі типін анықтайды [7] .

1. Шиналар жүйесі оқшауланған (жеке) интерфейс , функционалдық тұрғыдан кодтарды берудің екі такты бар: процессор- жады және процессор- перифериялық құрылғылар, олармен байланысу жеке бұйрықтар тобымен орындалады.

2. Жалпы (ортақ) шиналы интерфейс .

Сурет 11 - Жеке шиналы интерфейс.

Оқшауланған (жеке) шинамен интерфейс [7] . Жеке шинамен интерфейсті ұйымдастыру 11-суретте көрсетілген. Оның ерекшелігі перифериялық құрылғылар мен жадымен ақпарат алмасуда бұйрықтардың жеке тобын қолданатындығы және ақпаратпен алмасу кезінде жады мен перифериялық құрылғыларды бөлек адрестеу. Мысалы, КР580 МП негізіндегі микроЭЕМ-да перифериялық құрылғылармен алмасу үшін екі байттық IN PORT енгізу және OUT PORT шығару бұйрықтары қолданылады. Алмасуды басқару басқарушы I/OR енгізу немесе I/OW шығару сигналдарының әсерімен орындалады, ал алмасудың өзі А аккумулятор мен интерфейстік модулдің перифериялық құрылғының буферлік регистрі арасында орындалады.

Ал жадымен ақпарат алмасу кезінде берілгендерді тапсыру MOV бұйрықтар қолданылады. MOV r, M бұйрығы (H, L) 16-биттік регистрлік жұппен адрестелетін жады ұяшығынан аккумуляторға немесе r аймағында кодталатын кез-келген жалпы міндет регистріне тапсырады. MOV M, r бұйрығы керісінше МП регистрінен жады ұяшығына беруді орындайды. Адрестелетін жадының максималдық сыйымдылығы мұндай алмасу орындау кезінде 16-биттік адрес шинасы үшін 64Кбайтты құрайды.

Жеке шинамен интерфейстің келесі кемшіліктері бар:

МикроЭЕМ-да берілгендермен алмасу тек МП аккумуляторы арқылы орындалады. Егер берілгендерді жалпы мақсаттағы регистрге жазу керек болса, онда келесі бұйрықтарды орындау қажет:

MOV C, A ; аккумулятор ішіндегісі С регистрінде уақытша сақтау.

IN 001Q; перифериялық құрылғыдан кодты аккумуляторға енгізу.

MOV B, A; аккумулятор ішіндегісін В регистріне беру.

MOV A, C; аккумуляторды қайта қалпына келтіру.