Пересилка повідомлення з одного комп'ютера на інший

Міністерство  освіти і науки, молоді та спорту України

НАЦІОНАЛЬНИЙ  АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Факультет комп’ютерних систем

Комп’ютерні системи та мережі

 

 

 

 

Розрахункова  графічна робота

 

з дисципліни: «Мікропроцесорні системи»

 

 

 

Виконала   Cултанова Регіна Юріївна

Група 402, факультет   ФКС

Напрямок 8.05010201

 

 

 

                                                                                                                                          (допущена до захисту)

     

________________

                                                       (підпис викладача)

   

(захистила з оцінкою)

 

(підпис викладача)

 

 

 

 

 

 

 

2012 р.

 

Зміст

Введення                   

      2.4.2 Режим пріорітетних переривань 9

      2.4.3 Режим прямого доступа до пам’яті 11

   2.5 Підключення додаткових портів 13

   2.6 Система команд 19

3. Програмна частина  3

   3.1 Загальний алгоритм 4

   2.2 Алгоритм підпрограми 4

   3.3 Лістинг програми 6

4. Висновок 3

5. Література 4

6. Доповнення: Структурна схема МПС  3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведення

 

     Розвиток мікроелектроніки та широке її застосування в промисловому виробництві, в пристроях і системах управління найрізноманітнішими об'єктами і процесами є в даний час одним з основних напрямків науково технічного прогресу.

     Використання мікроелектронних засобів у виробах промислового і культурно-побутового призначення не тільки призводить до підвищення техніко-економічних показників виробів (вартості, надійності, споживаної потужності, габаритних розмірів) і дозволяє багатократно скоротити терміни розробки і відсунути рядки "морального старіння" виробів, але і прийде їм принципово нові споживчі якості (розширені функціональні можливості, модифікованості, адаптивність і т.д.).

     Однокристальний мікроконтролери являють собою прилади, конструктивно виконані у вигляді БІС і включають в себе всі складові частини "голою" мікроЕОМ: мікропроцесор, пам'ять програм і пам'ять даних, а також програмовані інтерфейсні схеми для зв'язку із зовнішнім середовищем. Використання мікроконтролерів в системах управління забезпечує досягнення винятково високих показників ефективності при настільки низькій вартості

Структурна  організація, набір команд і апаратурно-програмні  засоби введення / виводу інформації мікроконтролерів найкраще пристосовані для вирішення завдань управління і регулювання в приладах, пристроях і системах автоматики, а не для вирішення задач обробки даних.

Мікроконтролер  містить незначну пам'ять, фізичне  і логічне поділ пам'яті програм (ПЗП) і пам'яті даних (ЗЗП), спрощену і орієнтовану на завдання управління систему команд, примітивні методи адресації команд і даних. Вони не є машинами класичного "фон-неймановского" типу, так як фізична і логічна роздільність пам'яті програм і пам'яті даних виключає можливість модифікації і / або заміни (перевантаження) прикладних програм мікроконтролерів під час роботи.

У наш час  у виробництві широко поширені однокристальні мікроконтролери, що належать серії 1816. Ця серія містить декілька видів  мікроконтролерів. Характеристики деяких з них представлені в таблиці 1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1

 

Тип МК	Ємність резидентної пам'яті програм, Кбайт	Ємність резидентної пам'яті даних, байт	Частота синхронізації, МГц
КМ1816ВЕ48	СППЗУ   1	64	6
КМ1816ВЕ49	ПЗУ     2	128	11
КМ1816ВЕ35	--	64	11/6
КМ1816ВЕ51	СППЗУ   4	128	12
КМ1816ВЕЗ1	--	128	12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Технічне завдання

 

Розробити мікропроцесорну  систему (МПС), ядром якої є процесор 1816ВЕ48. Виконати оцінку ефективності прийнятих  технічних рішень.

До складу розробляється  МПС повинні входити процесор (П), основна пам'ять (ОП), що містить ОЗП і ПЗП, ППА (ВВ55), а також зовнішні пристрої (ЗП), контролери переривань і прямого доступу до пам'яті.

Вихідні дані для розробки МПС визначається за табл. 1 ... 5, а  також видаються керівником індивідуально  кожному студенту. (У таблицях через а8 ... а1 позначені молодші розряди номера залікової книжки, представленого в двійковій системі числення). Таблицю 6 підписати у викладача.

 

 

Вибір елементної бази	1816ВЕ48,
Організація шини	З розділеними шинами адреси і даних
Вибір системи команд	Комплексна
КПП. КПДП	Децентралізована
Спосіб множення, ділення, розрядність операндів	Множення 2-спосіб;   Ділення 1 спосіб;       Разрядність операндів  -  16 (для делення 8)
Кількість ЗУ	54
Адреси для інтерфейсу зовніш. Пристрою (ВВ55)	ВВ55,Р5,Р6,Р7(адр. заданы препод)      D8h, D9h, DAh, DBh
Зовнішня пам'ять програм	ПП  -  5К
Зовнішня пам'ять даних	ПД  -  32К
Функціональна  схема
Допоміжні порти, периферійні  адаптери

 

 

 

2. Розробка структурної схеми МК

 

2.1  Опис МПС

 

Мікропроцесорна система складається з 48 елементів.

Елемент 97 - це мікропроцесор МК1816ВЕ48. Мікроконтролер містить резидентну пам'ять програм 1Кх8 і резидентну пам'ять даних 64Кх8, пристрій управління і синхронізації, арифметико-логічний пристрій, регістр слова стану програми і таймер-лічильник. (див.розділ 2.6.)

 

 

Елементи 92,93,94,95,96 - це реалізація додаткових 4-х розрядних портів Р5, P6, Р7 Для збільшення кількості ліній зв'язку МК48 з об'єктами управління підключають додаткові 4-х розрядні порти.

 

Елементи 42-91 - це 50 ЗП. ЗП представлені двома регістрами: РС - регістр слова стану та РД - регістр даних. Відповідно, щоб адресувати всі пристрої нам знадобиться 100 адрес з ЗПД (див.розділ 2.4).

КПДП Децентралізованість. Для реалізації режиму прямого доступу до пам'яті системний інтерфейс мікро-ЕОМ доповнюється двома лініями для передачі керуючих сигналів "Вимога прямого доступу до пам'яті" (ВПДП) і "Надання прямого доступу до пам'яті" (НПДП) (див розділ. 2.4.3).

КПП Децентралізований. Контролер пріоритетних переривань (КПП) управляє перериваннями, які надходять від пристроїв і формує вектор переривання INT, який надходить на МК і обробляється (див.розділ 2.4.2).

 

Елемент 41 - це програмований периферійний адаптер ППА (580ВВ55) для підключення додаткових 8-ми розрядних портів РА, РВ, РС.Для сполучення МК з об'єктом мають велике число входів / виходів, можна розширити резидентну систему введення / виводу, підключивши до МК необхідну кількість зовнішніх портів. (див.розділ 2.5).

 

Елемент 40 - регістр адреса. В цьому регістрі зберігається поточний адрес необхідного елемента.

 

 

Елементи 8-39 - це зовнішня пам'ять даних 8К. Пам'ять даних призначена для запису, зберігання та зчитування даних, одержуваних у процесі обробки інформації (див.розділ 2.3).

 

Елементи 2-6 - це зовнішня пам'ять програм 4К. Пам'ять програм призначена для зберігання та зчитування команд, які надходять в процесор і управляють процесом обробки інформації (див.розділ 2.2).

 

Елементи 1 і 7 - дешифратори. У даній схемі ці елементи використовуються для вибірки необхідної сторінки зовнішньої пам'яті даних або пам'яті програм.

 

2.2. Підключення пам’яті програм.

Пам'ять  програм призначена для зберігання та зчитування команд, які надходять  в процесор і управляють процесом обробки інформації. Загальний обсяг адресується пам'яті програм ОМЕВМ сімейства МК48 становить 4 Кбайт, при цьому, на відміну від мікросхем КР1816ВЕ35, КР1816ВЕ39 і КР1830ВЕ35, де весь обсяг пам'яті зосереджений у зовнішньому ЗП, в мікросхемах КМ1816ВЕ48, КР1816ВЕ49 і КР1830ВЕ48 пам'ять розділена на дві частини: резидентна програмна область об'ємом 1024 байт (КМ1816ВЕ48, КР1830ВЕ48) і 2048 байт (КР1816ВЕ49) і зовнішня програмна пам'ять, складова в сумі з резидентної пам'яттю 4 Кбайт. Відмінності ОМЕВМ всередині сімейства МК48, пов'язані з обсягом пам'яті.

Якщо  адреса вибірки команди виходить за межі резидентної пам'яті, то автоматично  ініціалізується зовнішня пам'ять.

Всі вибірки з внутрішньої пам'яті не супроводжуються ніякими зовнішніми сигналами, що генеруються ОМЕВМ, крім сигналу ALE (Address Lunch Enable), який виробляється незалежно від режиму використання ОМЕВМ і є ідентифікатором машинного циклу. При зверненні до зовнішньої пам'яті програм вміст 12-розрядного лічильника команд виводиться на 8-розрядну шину даних (порт Bus) і чотири молодших розряди порту P2. Сигнал ALE заднім фронтом фіксує виставлений адресу. Сигнал PME стробірующій вибірку байта із зовнішньої пам'яті програм. Байт з пам'яті програм приймається в ОМЕВМ через шину даних (порт Bus).

Пам'ять, розташована на кристалі мікросхеми, займає адресний простір від 0000h до 03FFh (КМ1816ВЕ48, КР1830ВЕ48) або до 07FFh (КР1816ВЕ49).

 

 

Рис.3. Структура МК-системи із зовнішньою пам'яттю програм і зовнішньою пам'яттю даних

2.3. Підключення пам’яті даних

Пам'ять  даних призначена для запису, зберігання та зчитування даних, одержуваних у  процесі обробки інформації. Пам'ять  даних, що складається з 64 осередків ОЗП розбита на два банки регістрів загального призначення (РЗП) з адресами від 00h до 07h - банк РЗП 0 і з адресами від 18h до 1Fh - банк РЗП 1. Карта розподілу пам'яті даних. Перемикання банків здійснюється програмним шляхом за допомогою команд Sel RB0, SEL RB1.

Комірки ОЗУ з адресами від 20h до 3Fh використовуються тільки як ОЗУ даних. Восьмирівневий 16-розрядний стек з адресами від 08h до 17h адресується покажчиком стека з PSW. Організація Стек. Крім того, з використанням непрямої адресації комірки стека можуть адресуватися як ОЗУ даних. ОМЕВМ сімейства МК48 не мають спеціальних команд завантаження байта в стек або його вилучення з стека.

 

 

2.4. Підключення ЗП

Основні способи обміну інформацією між  пам'яттю і зовнішніми пристроями:

• Режим програмного обміну

• Режим пріоритетних переривань

• Режим прямого доступу до пам'яті

У всіх випадках обміну основні дії підкоряються двом основним принципам:

1. У  процесі взаємодії будь-яких двох  пристроїв одне з них обов'язково  виконує активну, керуючу роль  і є ініціатором, друге виявляється  керованим, виконавцем.

2. Принцип  квитування (запиту - відповіді): кожен керуючий сигнал, посланий ініціатором, підтверджується сигналом виконавця. За відсутності відповідного сигналу в плині заданого інтервалу часу формується так званий тайм-аут, ініціатор фіксує помилку обміну і припиняє дану операцію.

2.4.1 Режим програмного обміну

 

Режим характеризується тим, що всі дії по вводу / виводу реалізуються командами програми. При необхідності обміну у відповідному місці програми використовуються команди IN або OUT.

Для більшості  ВП до виконання операцій обміну потрібно переконатися, що вони готові до обміну. Загальний стан пристрою характеризується прапором готовності. Мікроконтролер перевіряє прапор готовності за допомогою однієї або декількох команд. Якщо прапорець встановлений, то ініціюються введення або виведення деякого обсягу даних. Коли ж прапор скинутий, МК виконує цикл з повторною перевіркою прапора до тих пір, поки пристрій не стане готовий до операцій введення-виведення (рис. 5).

 

Рис. 4. Цикл ожидания готовности внешнего устройства

2.4.2 Режим приоритетных прерываний

Обмен с прерыванием программы, отличается от асинхронного программно-управляемого обмена тем, что переход к выполнению команд, физически реализующих обмен  данными, осуществляется с помощью  специальных аппаратных средств. Команды обмена данными в этом случае выделяют в отдельный программный модуль – подпрограмму обработки прерывания.

В этом режиме передача информации инициируется не процессором, а внешним устройством, генерирующим специальный сигнал прерывания IRQ. Реагируя на этот сигнал, процессор передает управление подпрограмме обслуживания устройства, вызвавшего прерывание. Действия, выполняемые этой подпрограммой, определяются пользователем, а непосредственными операциями ВВ управляет процессор.