Значительное внимание уделено устройствам, разработанным в последнее
время, в том числе однокристальным контроллерам, чаще всего используемым при автоматизации современной техники. <...> Скромный 4разрядный кристалл i4004 фирмы Intel дал могучее потомство, роль
которого в жизни современного человечества трудно переоценить. <...> Во второй главе дается краткая информация о видах, структуре
и особенностях работы универсальных и специализированных микропроцессоров (цифровых процессоров обработки сигналов). <...> В четвертой и пятой главах рассматриваются, соответственно,
устройства ввода/вывода и памяти, которые во многом определяют
предельные возможности микропроцессорных систем. <...> В приложении приведены основные характеристики однокристальных микроконтроллеров серий MCS-51 и AVR, а также даны
системы команд микроконтроллеров серий МК-48 и МК-51
Для лучшего усвоения материала учебного пособия в конце
каждой главы приведены вопросы для самопроверки. <...> МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА
Технические устройства, содержащие микропроцессоры или однокристальные микроконтроллеры, выполненные в виде конструктивно законченных изделий или отдельных блоков, называются
микропроцессорной техникой [2,13,27]. <...> Основные узлы и системы микропроцессорной
техники
Основным узлом всех устройств микропроцессорной техники
является микропроцессор или однокристальный микроконтроллер. <...> Однокристальный микроконтроллер (ОМК) (его часто называют однокристальной микроЭВМ) помимо арифметико-логического
устройства, устройства управления и сверхоперативной памяти (регистров общего назначения), которые входят и в однокристальный микропроцессор, содержит также оперативную и постоянную память,
устройство ввода/вывода и некоторые другие устройства. <...> Однако
адресуемая емкость памяти у однокристальной микроЭВМ существенно меньше, чем у однокристального микропроцессора, поэтому однокристальные микроЭВМ применяются в узкоспециализированных <...>
Основы_микропроцессорной_техники__учебное_пособие.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Л. А. Потапов
ОСНОВЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ
Утверждено редакционно-издательским советом в качестве
учебного пособия
Брянск
ИЗДАТЕЛЬСТВО БГТУ
2004
Стр.1
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последние годы отмечено наполнение рынка товаров всевозможной
автоматизированной аппаратурой самого различного назначения
и различной сложности - от пластиковой платежной карточки,
холодильника, автомобиля до систем управления самолетами, ракетами,
морскими судами. Это стало возможным благодаря развитию
микропроцессорной техники, созданию технологической базы для
производства новых типов процессоров. В 2001 году отмечался 30летний
юбилей появления первого микропроцессора. Скромный 4разрядный
кристалл i4004 фирмы Intel дал могучее потомство, роль
которого в жизни современного человечества трудно переоценить.
Все эти годы не прекращалось острое соперничество ведущих электронных
фирм за лидерство в этой высокоперспективной области.
Результатом этого соперничества стала разработка новых семейств и
типов микропроцессоров, расширение их функциональных возможностей
и снижение стоимости. Спектр возможных применений микропроцессоров
оказался настолько широким, что построенные на их
основе различного рода микропроцессорные системы сбора и обработки
информации, управления и контроля технологическими
процессами стали проникать почти во все отрасли человеческой деятельности
— от научных исследований и производственной сферы
до медицины и повседневного быта. Широкое применение микропроцессоров
привело к революционным изменениям в технике и жизни
общества. Появились информационные технологии, мобильная телефонная
связь, цифровые фотокамеры и многое другое.
Cовершенствование микропроцессоров шло параллельно с развитием
микроэлектронной технологии, позволяющей размещать на
одном кристалле все большее и большее число транзисторов.
На основе более совершенных МП создавались новые быстродействующие
компьютеры, системы связи, различные автоматизированные
устройства, системы и многое другое. Процесс дальнейшего
развития микропроцессорной техники продолжается и в наши дни.
Издание настоящего пособия обусловлено тем, что новые государственные
образовательные стандарты для целого ряда специальностей
(210106 – "Промышленная электроника", 140604 – "Электропривод
и автоматика промышленных установок и технологических
комплексов", 220301 – “Автоматизация технологических процессов и
Стр.3
4
производств”, 151001 – "Технология машиностроения", 190601 –
"Автомобили и автомобильное хозяйство" и др.) предусматривают в
соответствующих курсах разделы по микропроцессорной технике.
Однако имеющиеся учебники и учебные пособия не отражают современное
состояние микропроцессорной техники.
Учебное пособие состоит из 5 глав.
В первой главе уточняется терминология, рассматриваются
структура и основные узлы микропроцессорных систем, персональных
и встраиваемых ЭВМ.
Во второй главе дается краткая информация о видах, структуре
и особенностях работы универсальных и специализированных микропроцессоров
(цифровых процессоров обработки сигналов).
В третьей главе подробно рассматриваются различные типы
однокристальных микроконтроллеров (отечественные МК-48 и МК51,
а также импортные MCS-51 и MCS-96 фирмы Atmel, MC68HC05
и MC68HC11 фирмы Motorola, PIC и AVR-контроллеры). Приводятся
основные технические характеристики и системы команд некоторых
микроконтроллеров. Отдельный параграф посвящен разработке и отладке
микропроцессорных устройств на основе однокристальных
микроконтроллеров.
В четвертой и пятой главах рассматриваются, соответственно,
устройства ввода/вывода и памяти, которые во многом определяют
предельные возможности микропроцессорных систем. Перспективам
совершенствования устройств памяти посвящен отдельный параграф.
В приложении приведены основные характеристики однокристальных
микроконтроллеров серий MCS-51 и AVR, а также даны
системы команд микроконтроллеров серий МК-48 и МК-51
Для лучшего усвоения материала учебного пособия в конце
каждой главы приведены вопросы для самопроверки.
С целью универсальности учебное пособие сформулировано так,
что в полном объеме оно может быть использовано студентами электротехнических
специальностей и в сокращенном объеме (за исключением
текста, набранного мелким шрифтом) студентами неэлектротехнических
специальностей.
Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих
электронику и микропроцессорную технику, и может быть полезным
инженерно-техническим работникам, связанным с разработкой автоматизированной
техники.
Стр.4
ПРЕДИСЛОВИЕ
.
.
ОГЛАВЛЕНИЯ
.
.
1. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА.
.
2. МИКРОПРОЦЕССОРЫ .
2.1. Виды процессорных устройств
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
совместимые с ними
3.3. Микроконтроллеры семейства MCS-51 фирмы Intel и
.
.
.
3.7. AVR-контроллеры .
.
.
.
.
.
.
3.4. Микроконтроллеры INTEL MCS-96
3.5. Микроконтроллеры фирмы Motorola
3.6. PIC– контроллеры
.
.
4. УСТРОЙСТВА ВВОДА/ВЫВОДА
4.1. Cпособы передачи информации
4.2. Методы ввода/вывода
3.8. Разработка и отладка контроллеров
.
.
.
5. УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ МПС .
5.1. Организация памяти .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ И РЕКОМЕНДУЕМОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ .
ПРИЛОЖЕНИЯ .
.
.
.
.
.
Приложение 1. Основные характеристики некоторых
AVR-контроллеров
.
.
.
.
.
Приложение 2. Основные характеристики некоторых
ОМК семейства MCS-51 .
Приложение 3. Основные команды ОМК семейства
МК-48 .
.
.
.
.
Приложение 4. Система команд ВЕ51
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
5.2. Постоянные запоминающие устройства
5.3. Оперативные запоминающие устройства
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
4.3. Подсистема прямого доступа в память МПС .
.
.
.
.
.
.
5.4. Перспективы совершенствования устройств памяти
.
.
.
2.2. Внутренняя архитектура микропроцессора
2.3. Универсальные микропроцессоры .
2.4. Цифровые процессоры
3. ОДНОКРИСТАЛЬНЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ
3.1. Структура однокристальных контроллеров
3.2. Микроконтроллеры семейства МК-48
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1.1. Основные узлы и системы микропроцессорной техники
1.2. Общая структура МПС .
1.3. Архитектура микроЭВМ
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
3
5
5
7
11
16
16
21
24
30
35
36
38
43
50
53
55
58
65
69
70
76
82
86
86
88
90
92
95
97
99
100
101
104
106
Стр.112