Microprocessing systems in electric devices

Структурная схема цифрового устройства релейной защиты
Области применения МП
•
•
•
•
•
Испытательное оборудование и приборы
Связь
Электронно-вычислительные машины
Промышленность
Административно-хозяйственное
оборудование
• Транспорт
• Космическое и военное оборудование
Основные этапы развития технологии производства цифровых машин и
полупроводниковых схем на протяжении последних пяти десятилетий.
40-е гг
Аналоговые
ЭВМ
Развитие
импульсной
техники
60-е гг
50-е гг
Ламповые
ЭВМ
Полупроводниковые
ЭВМ
70-е гг
80-е гг
90-е гг
Большие ЭВМ,
Системы сбора и обработки информации
Мини ЭВМ
Сверх большие ЭВМ
Микропроцессоры 4 р, 8 р, 16 р
Микроконтроллеры 8 р, 16 р
Этапы развития ЭВМ
• Первый этап (50—60-е гг.) —экономия машинных
ресурсов. Машин мало, нерешенных задач счетного
характера множество. Основная из них: экономия времени
решения при ограниченном объеме памяти. Для ее
выполнения обеспечивалась такая организация
вычислительного процесса, при которой максимально
загружался процессор (самая дорогостоящая часть ЭВМ
того времени). Чтобы ускорить процесс Ведение в
микропроцессоры 13 кодирования (подготовки задач к
решению), были созданы алгоритмические языки АЛГОЛ,
ФОРТРАН и др.
• Второй этап (середина 60-х — начало 80-х гг.) —
экономия человеческих ресурсов. Успехи развития
микроэлектроники привели к быстрому снижению
удельной стоимости машинной операции и единицы
объема оперативной памяти, тогда как расходы на
разработку и сопровождение программ не снижались, а в
ряде случаев имели тенденцию к росту. На этом этапе (т. е.
через десять лет после первых успешных попыток
подчинить ресурсы ЭВМ задаче автоматизации
программирования: созданию трансляторов) экономия
человеческих, а не машинных ресурсов стала, наконец,
центральной проблемой технологии программирования.
От технологии эффективного использования программ к
технологии эффективного программирования — так
можно определить общее направление смены критериев
эффективности на первом и втором этапах.
• Третий этап (от начала 80-х гг. до настоящего времени) —
формализация знаний. До середины 70-х гг. с ЭВМ работали в
среднем один или несколько профессиональных
программистов, задачей которых было программирование
формализованных знаний. Но за 30 лет развития
вычислительной техники заметная часть того задела ранее
формализованных знаний, который был накоплен
человечеством за последние 300 лет интенсивного развития
точных наук, оказалась записанной в машинных программах. К
концу 1983 г. в подавляющем большинстве случаев (9 из 10) за
пультом ЭВМ находился не программист, а так называемый
«непрограммирующий профессионал», профессионально
владеющий «тайнами ремесла» в конкретной предметной
области, где может быть полезна ЭВМ, но не имеющий
профессиональной подготовки в области вычислительной
техники и программирования. Самостоятельная формализация
профессиональных знаний уже на первом ее этапе
(автоматизация рутинной работы, выполняемой специалистами)
гарантирует огромный экономический эффект. Но для этого
должна быть обеспечена связь – «пользователь– ЭВМ».
Принципы программного управления
Дж. фон Неймана
• информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы
(элементы) информации — слова;
• разнотипные слова информации различаются по способу
использования, но не способами кодирования;
• слова информации размещаются в ячейках памяти машины и
идентифицируются номерами ячеек, которые называются адресами
слов;
• алгоритм представляется в форме последовательности управляющих
слов — команд, которые определяют наименование операции и слова
информации, участвующие в операции. Алгоритм, представленный в
терминах машинных команд, называется программой;
• выполнение вычислений, предписанных алгоритмом, сводится к
последовательному выполнению команд в порядке, однозначно
определяемом программой. Первой выполняется команда, заданная
начальным адресом программы. Обычно это адрес первой команды
программы. Адрес следующей команды однозначно определяется в
процессе выполнения текущей команды и может быть либо адресом
следующей по порядку команды, либо адресом любой другой
команды. Процесс вычислений продолжается до тех пор, пока не
будет выполнена команда, предписывающая прекращение
вычислений.
Классификация МП по назначению
•
универсальный процессор - процессор, имеющий
архитектуру, набор структурных блоков, систему
команд и конструктивно-технологическое
исполнение, позволяющее одинаково эффективно
применять его для решения достаточно широкого
круга разнотипных задач и использовать в различных
условиях.
•
специализированный процессор — процессор, у
которого особенности архитектуры, набора
структурных блоков, системы команд или
конструктивно-технологического исполнения,
позволяют значительно повысить эффективность
решения достаточно узкого круга специальных задач
по сравнению с иными применениями.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
•
•
•
•
•
•
•
Н.Н.Щелкунов, А.П.Дианов. Микропроцессорные средства и
системы. - М.: Радио и связь, 1989, 288 с.
Б.А.Калабеков. Микропроцессоры и их применение в системах
передачи и обработки сигналов.- М.: Радио и связь, 1988, 368 c.
П.В.Нестеров и др. Микропроцессоры, кн.1, Архитектура и
проектирование микро-ЭВМ. Организация вычислительных
процессов.-М.: Высшая школа, 1986, 495 c.
Б.М.Каган Электронные вычислительные машины и системы.- М.:
Энергоатомиздат,1985, 552 c.
Ю.М.Казаринов и др. Микропроцессорный комплект 1810.
Структура, программирование, применение.- М.: Высшая школа,
1990, 269 c.
Ч.Гилмор Введение в микропроцессорную технику.- М.: Мир,
1984,334 c.
Л. Скэнлон. Персональные ЭВМ IBM PC иXT. Программирование
на языке ассемблера. Москва. «Радио и связь».1989.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Д.Нортон Написание драйверов для WINDOWS. - М.: Мир, 1994,
560 с.
Р.Джордейн Справочник программиста персональных компьютеров
типа IBM PC, XT и АТ. - М.: Финансы и статистика, 1992, 544 с.
Ж.Фодор,Д.Бонифас,Ж.Танги Операционные системы - от РС до
РS/2.-М.: Мир, 1992, 319 с.
В.С.Журцов MS DOS 5.0. Краткий справочник. -М.: Наука, 1992.
В.В. Сташин, А.В. Урусов, О.Ф. Мологонцева Проектирование
цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах.
Энергоатомиздат. 1990 г. 223с.
М. Рафикузаман Микропроцессоры и машинное проектирование
микропроцессорных систем. Москва. «Мир» 1988 г. 311с.
А.Лю Гуртовтец, С.В. Гудыменко. Программы для
микропроцессоров. Минск. «Высшая школа». 1989.
Г. Гибсон, Ю-Чжен Лю. Аппаратные и программные средства
микро ЭВМ. Москва. «Финансы и статистика». 1983.
Коган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования
микропроцессорных устройств автоматики. Москва.
Энергоатомиздат. 1987.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
•
•
•
•
•
•
•
•
•
П.Абель Язык ассемблера для IBM PC и программирования М.:
Высшая школа,1992, 447 c.
В.Е.Фигурнов IBM PC для пользователя.- М.: Финансы и
статистика, 1994, 368 c.
Н.Н.Аверьянов и др. Микропроцессоры и микропроцессорные
комплекты интегральных микросхем.Справочник.т.2 - М.:Радио и
связь,1988,368 c.
Н.Нортон,Р.Уилтон IBM PC и PS/2. Руководство по
программированию М.: Радио и связь, 1994, 336 c.
А.Г.Алексенко и др. Проектирование радиоэлектронной
аппаратуры на микропроцессорах.- М.: Радио и связь,1984, 272 c.
Ю-Чжен Мо, Г.Гибсон Микропроцессорные семейства 8086/8088.М.: Радио и связь, 1987, 512 c.
Дж.Просиз Управление памятью в DOS.5 .- М.: Мир,1994, 240 c.
В.А.Скляров Применение ПЭВМ (в 3-х кн.).Организация и
управление ресурсами.кн.1. Операционные системы ПЭВМ. кн.2.
Программное и информационное обеспечение ПЭВМ. кн.3. - М.:
Высшая школа,1992, кн.1 - 158 с., кн.2 - 144 с., кн.3 - 128 с.
Б.С.Богумирский Руководство пользователя ПЭВМ, ч.1,2. - СПб.:
Ассоциация OILCO, 1992, ч.1 -357 c., ч.2 - 378 c.
Новая литература
•
•
•
•
•
•
Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. – М.:
«Нолидж», 2000. – 320с.
•
Atmel AVR
Гребнев В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel. –
М.: ИМ РадиоСофт, 2002 – 176 с.
Бродин В.Б., Калинин А.В. Системы на микроконтроллерах и БИС
программируемой логики — М.: Издательство ЭКОМ, 2002. 400 с.
Евстифеев А.В Микроконтроллеры AVR семейства CLASSIC
фирмы "Atmel" М: Додэка-XXI. 2002.- 288 с.
Голубцов М. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному.–
СОЛОН-Пресс – CD – (Библиотека инженера)
Новиков Г. И., Платунов А. Е. Сквозное автоматизированное
проектирование микропроцессорных систем. Изв. вузов.
Приборостроение, 2000. Т. 43, № 1–2. С. 35–39.
Motorola
• Ремизевич Т. В. Микроконтроллеры встраиваемых приложений: от
общих подходов к семействам HC05 и HC08 фирмы Motorola. М.
Додэка, 2000. С. 272.
•
PicMicro
• Однокристальные микроконтроллеры PIC12C5x, PIC16x8x, PIC14000,
M16C/61,62, пер. с англ. Б. Я. Прокопенко.М. Додэка, 2000. С. 336.
• Тавернье К. PIC-микроконтроллеры: Практика применения (пер. с
фр.) {Справочник}- 272 с.
• Однокристальные микроконтроллеры PIC12C5x, PIC12C6x, PIC16x8x,
PIC14000, М16С/61/62: Выпуск 2 Изд. 2-е М: Додэка 01/00 – 336 с.
• Ульрих В.А Микроконтроллеры PIC16Х7ХХ: Семейство 8-зарядных
КМОП микроконтроллеров с аналого-цифровым преобразователем
Изд. 2-е, перераб., доп. - СПб: Наука и техника `02–320 с.
• Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам: Архитектура PICмикроконтроллеров; Характеристики различных подсемейств;
Внутрисхемное программирование; Последовательные и
параллельные интерфейсы (пер. с англ. Мищенко Ю.В.) - М: ДМК
Пресс /ИД Додэка-XXI
`02 – 512 с.
MCS-51
•
•
•
•
•
Эрни К Программирование на языке Ассемблер для
микроконтроллеров семейства i8051.– М: Горячая линия–Телеком
02. с.150.
Николайчук О. х51-совместимые микроконтроллеры фирмы
Cygnal. — М.: ООО «ИД СКИМЕН», 2002. — 472 с.
•
Others
Андрэ Ф. Микроконтроллеры семейства SX фирмы "Scenix" (пер. с
фр. Евстифеева А.В.) - М: ИД Додэка-XXI `02 – 272 с.
Гладштейн М.А Микроконтроллеры семейства Z86 фирмы ZILOG:
Руководство программиста - М: Додэка
99– 96 с.
Казаченко В.Ф. Микроконтроллеры: Руководство по применению
16-разрядных микроконтроллеров INTEL MCS-196/296 во
встроенных системах управления. - М.: Издательство Эком, 1997.