Принципи побудови
мікропроцесорних пристроїв
Навчальні питання
1. Типові структури
мікропроцесорних пристроїв
(МПП).
2. Принципи обслуговування
переривань.
3. Поняття про організацію
виконання команд.
4. Мікроконтролери, способи опису програм для них та формати вихідних
файлів.
1. Типові структури
мікропроцесорних пристроїв
МПП називається пристрій з програмним
керуванням, що виконує послідовно у відповідності
з закладеною у пам`ять програмою комбінуваний
набір операцій.
Його основою є процесор (мікропроцесор) – програмно
керований пристрій, що виконує процес
обробки інформації та керує ним.
Інструкція процесору що до виконання певної операції називається командою.
Набір можливих операцій
процесора обмежений і називається його системою команд. Мінімальна
їх кількість, що дозволяє виконувати
задані алгоритми, близько 25. Однак для забезпечення швидкості
виконання алгоритму та спрощення програмування
кількість команд процесорів роблять
110…250.
Команда процесору – це закодована побітова інструкція
щодо операції, яка виконується та об`єктів
яких вона стосується.
Ці об`єкти називаються операндами команди.
Всі об`єкти, доступні
в операціях, а також місця росташування
команд (комірки пам`яті) нумеруються –
а їх номери називаються адресами.
Ознаки типових архітектур
МПП:
“Гарвардська”
архітектура
Незалежно від
побудови МПП на процесор покладаються
наступні задачі
1) визначення
адреси наступної команди та
її зчитування з відповідного
запам’ятовувача;
2) визначення плану дій,
закодованих у команді (її дешифрація);
3) визначення адрес операндів
та їх зчитування у внутрішні
регістри процесора;
4) виконання відповідної
операції щодо цих даних;
5) пересилання
результата приймачу (у комірку
чи до інтерфесу), що передбачається
у команді;
6) збільшення
адреси на 1 та зчитування наступної
команди і т.д.
Склад процесора
“Гарвардської” архітектури
3. Організація виконання
команд
Програма – це сукупність
команд, а, можливо, і даних, вказаних у
потрібній послідовності та взаємних
зв`язках.
Арифметичні
та логічні операції
Виконання такої команди потребує
вказати дію, два операнди, а також місце для
результату. Тому код команди повинен
містити: поле коду операції та поля адрес двох операндів
та адресу розміщення результату. Але щоб спростити зберігання
програми та дешифрацію команд, адреса
приймача результату не вказується, тобто
команда містить адреси лише самих операндів. Розміщення ж результату таких операцій
забезпечується в одному з двох варіантів
:
а) у спеціальному
регістрі операційного блоку (акумуляторі
результатів) – це т.зв. акумуляторна
архітектура операційного блоку;
б) результат
зберігається за адресою першого
операнду – безакумуляторна
архітектура.
Однокристальний мікроконтролер
(ОМК) або “однокристальна ЕОМ” – різновид МПП в інтегральному
виконанні, в якому всі блоки, необхідні
для його автономної роботи, знаходяться
у корпусі одної мікросхеми.
Оснащені широким набором
спеціалізованих модулів та інтерфейсних
засобів, ОМК стали поширеними компонентами
сучасних,
зокрема, мобільних
пристроїв з малим енерго-
споживанням.