ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ

Микропроцессорная техника — электронные устройства, применяемые для построения микропроцессорных систем.

Микропроцессорная система (МПС) — автоматизированная система обработки данных, представленных набором цифровых кодов, содержащая информационные носители и устройства обработки информации, управляемые микропроцессором.

Микропроцессор — электронное устройство, непосредственно осуществляющее в соответствии с программой процесс обработки информации и управление другими устройствами, участвующими в этом процессе, представляющее собой одну или несколько цифровых интегральных микросхем.

Программа (программный код) — последовательность инструкций, называемых командами, по выполнению действий с данными, реализующая определенный алгоритм.

Интегральная микросхема (ИМС) — полупроводниковое изделие, выполняющее одну или ряд функций преобразования и обработки сигналов, рассматриваемое с точки зрения применения как микроэлектронное устройство, имеющее возможность соединения с электрическими цепями.

Полупроводниковый кристалл ИМС для защиты от воздействия внешней среды помещают в корпус, имеющий снаружи токопроводящие контакты (выводы) для электрической связи с кристаллом. В зависимости от технологии изготовления кристалла, ИМС принадлежат определенным комплектам.

Комплект ИМС — совокупность ИМС, выполняющих различные функции, изготовленных по единой технологии, определяющей тип микросхемы, совместимых по конструктивному исполнению и электрическим параметрам при совместном применении.

Существуют следующие типы ИМС:

· ЭСЛ — эмиттерно-связанная логика;

· И²Л—инжекционная логика;

· ТТЛ — транзисторно-транзисторная логика;

· КМОП — комплиментарная структура металл-оксид-полупроводник.

В устройствах МПС применяют микросхемы различных типов, в том числе ТТЛ и КМОП. При разработке устройств установку и электрическое соединение ИМС и других изделий микроэлектроники осуществляют на платах, изготовленных с применением гальванических технологий и называемых печатными. Печатная плата представляет собой лист изолирующего материала с нанесенными на его поверхность металлизированными токопроводящими дорожками, образованными в результате гальванического процесса. Электронные изделия монтируются на плате пайкой выводов к дорожкам — данный метод установки и соединения этих изделий называют печатный монтаж. Систему из нескольких плат или устройств реализуют на основе электрической или оптико-электронной связи с применением как печатного монтажа, так и кабельных соединений. Линии связи, могут быть классифицированы в зависимости от общности их назначения в МПС: цепи электропитания приемопередающие информационные линии и т.д. Совокупность линий, относящихся к определенной классификации, называют каналом или шиной. Каждая шина может содержать один или несколько каналов.

Рис. 1.1

По информационным линиям передают сигналы, каждый из которых может принимать значение «0», или «1». Такой сигнал является логическим и называется битом или разрядом двоичного кода. Код, содержащий 8 упорядоченных разрядов, называют байтом, а 16 — словом.

Значение логического сигнала определяют по величине напряжения, измеренного на отдельно взятой линии относительно заземления источника электропитания ИМС. Для ТТЛ-микросхем сигнал считают равным «1», если напряжение на их выводах более 2.4 В, если же менее 0.4...0.5 В — то «0». Величину напряжения, соответствующую значению логической «1», называют высоким уровнем(Н-уровнем) и обозначают U¹, а значению «0» — низким уровнем(L-уровнем), обозначаемым U⁰. Напряжение на линии электропитания имеет Н-уровень, а на линии заземления — L-уровень.

Цифровые ИМС имеют входы и выходы, которые могут быть инверсными и неинверсными. Буквенно-цифровые обозначения инверсных входов содержат надчеркивание. Например, для ИМС RS-триггера, условное обозначение которой приведено на рис. 1.1, инверсными являются входы , и выход , а вход C и выход Q — неинверсными. Активному (истинному) значению сигнала для инверсных входов и выходов соответствует напряжение L-уровня, а для неинверсных — Н-уровня. Активные входные сигналы ИМС должны влиять на состояния ее выходов. Например, действие на входы или напряжений L-уровня, а на вход С — Н-уровня, будет изменять логические значения выходов Q и согласно переключательной таблице триггера. Если величина напряжения не является активной, то сигнал считают пассивным. Так для входов и пассивны сигналы Н-уровня, а для входа C — L-уровня.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: