В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1985 — 1990 гг. и на период до 2000 г.» подчеркивается необходимость широкого применения автоматических манипуляторов и встроенных систем автоматического управления с использованием микропроцессоров и микроЭВМ при создании автоматизированных цехов и заводов. Использование микропроцессоров и микроЭВМ в составе промышленного оборудования обеспечивает снижение на порядок их стоимости по сравнению с системами на элементах малой и средней степени интеграции, реализующих аналогичные функции. Одновременно достигается резкое уменьшение массы и габаритных размеров, а также энергопотребления систем. Переход на новую элементную базу повышает технологичность и воспроизводимость систем промышленной автоматики, резко расширяет экономически доступную сферу их применения.
В настоящее время промышленностью освоено и серийно выпускается более пятнадцати микропроцессорных комплектов БИС различной архитектуры. Развитие элементной базы микропроцессоров при этом идет по нескольким взаимодополняющим направлениям, что обеспечивает возможность гибкой адаптации архитектуры систем управления к требованиям конкретных применений и специфике условий их эксплуатации. Вместе с тем в последние годы явно прослеживается тенденция стандартизации систем команд и интерфейсов микроЭВМ и микроконтроллеров, что обеспечивает преемственность разработок, взаимозаменяемость компьютеров и совместимость их программного обеспечения.
Несмотря на широкие возможности применения микропроцессоров в цифровых системах управления, темпы их внедрения в инженерные разработки еще недостаточно высоки. Это объясняется прежде всего отсутствием необходимой для разработчиков информации и практических рекомендаций по разработке микропроцессорных систем.
Настоящая работа имеет целью ознакомить широкий круг специалистов с но-
менклатурой, основными характеристиками и особенностями применения практически всех серийно выпускаемых в стране микропроцессоров и микроЭВМ. По замыслу авторов книга должна стать настольным справочником инженера-электрика, схемотехника, системотехника и программиста, специализирующихся в области создания и эксплуатации микропроцессорных систем управления промышленным оборудованием.
Справочник состоит из 19 глав. В гл. 1 изложены основы организации и применения микропроцессоров и микроЭВМ. Эта глава служит введением в основы микропроцессорной техники и позволяет специалистам различного уровня подготовки сориентироваться в широкой номенклатуре микропроцессорных комплектов БИС. Главы 2—13 посвящены описанию выпускаемых серийно микропроцессорных комплектов БИС и основам их применения [К580, К1810, К583, К584, К588, К589 (К585), К1800, К1801, К1806, К1809, К1802, К1804, КА1808, К1815]. Причем каждая из глав содержит рекомендации по областям предпочтительного использования микропроцессоров, описание архитектуры и основных параметров микроЭВМ, а гл. 13, посвященная элементной базе процессоров цифровой обработки сигналов,— основы алгоритмов обработки информации в данной области. Описание элементной базы систем памяти дано в гл. 14. Особенности конструктивного исполнения микроЭВМ и микропроцессоров рассмотрены в гл. 15. В гл. 16, 17 описаны все стандартные отечественные микроЭВМ, микроконтроллеры и их интерфейсы. В гл. 18 и 19 рассмотрены вопросы применения микропроцессоров и микроЭВМ: алгоритмы обработки арифметических операций, микропрограммирование секционных комплектов БИС и основы организации цифровых управляющих систем, включающие примеры выбора архитектуры и программирования.
Таким образом, в книге проведена систематизация и обобщение материала, отражающего все необходимое для использования микропроцессоров и обра-
Оглавление
Глава 1
Основы применения и организация микропроцессоров и мик-роЭВМ
1.1. Обобщенная логическая структура микроЭВМ......... 7
1.2. Технология производства БИС . . д
1.3. Архитектура однокристальных микропроцессоров ........14
1.4. Архитектура микропрограммируе-мых машин и состав секционных комплектов БИС.......\д
1.5. Архитектура секционных микропроцессоров ..........20
1.6. Архитектура блоков микропрограммного управления.......23
1.7. Назначение и архитектура периферийных БИС........26
1.8. Принципы организации и применения микросхем группового ускоренного переноса........35
1.9. Принципы синхронизации микропроцессорных комплектов БИС . . 37
1.10. Назначение и организация БИС запоминающих устройств .... 39
1.11. Основы организации и применения базовых кристаллов БИС .... 46
1.12. Расчет надежностных характеристик микропроцессоров и микроЭВМ . . 49
1.13. Методика комплексного сравнения параметров микропроцессоров . . 52
1.14. Организация систем управления на основе микроЭВМ.......54
1.15. Устойчивость работы БИС к влиянию внешних факторов .... 58
1.16. Система маркировки интегральных схем............60
Список литературы к гл. 1.....
Глава 2
Микропроцессорный комплект БИС К580
2.1. Состав комплекта.......64
2.2. Архитектура микропроцессора КР580ИК80А........65
2.3. Архитектура БИС последовательного интерфейса КР580ИК51 . . 77
2.4. Архитектура программируемого таймера КР580ВИ53......82
2.5. Архитектура БИС параллельного интерфейса КР580ВВ55......85
2.6. Архитектура контроллера прямого доступа к памяти КР580ВТ57 ... 91
2.7. Архитектура БИС программируемого контроллера прерываний КР580ВН59 . :.......95
2.8. Архитектура БИС программируемого контроллера электронно-лучевой тпубки КР580ВГ75.......99
2.9. Архитектура БИС программируемого контроллера клавиатуры и индикации КР580ВВ79.....104
2.10. Архитектура вспомогательных интерфейсных микросхем комплекта К580............109
2.11. Структура микроЭВМ на основе микросхем комплекта К580 . . .113
Список литературы к гл. 2 .... Ц4
Глава 3
Микропроцессорный комплект БИС серии К1810
3.1. Состав комплекта....... 115
3.2. Архитектура и режимы работы микропроцессора К1810ВМ86 . . . —
3.3. Система команд БИС К1810ВМ86 122
3.4. Интерфейсные БИС серии К1810 145
3.5. Структура микроЭВМ на основе БИС комплекта К1810..... 151
Список литературы к гл. 3 . . . . 153
Глава 4
Микропроцессорный комплект К583
4.1. Состав комплекта.......154
4.2. Центральный процессорный элемент К583ВС1........-
4.3. Инкрементный процессор К583ИК1 158
4.4. Логический микропроцессор К583ВМ1..........161
4.5. Коммутатор магистралей К583КП1 163
4.6. Коммутатор магистралей К583ХЛ1 165
4.7. Магистральный приемопередатчик К583ВА1..........166
4.8. Шинный формирователь К583ВА2
4.9. Универсальный контроллер синхронизации К583ВГ1.......169
4.10. Коммутаторы магистралей К583ВАЗ, К583ВА4......171
4.11. Секционный умножитель К583ВР1 173
4.12. Основные 'электрические и эксплуатационные параметры БИС серии К583............176
4.13. Основные принципы применения БИС серии К583.......179
Список литературы к гл. 4 .... 180
Глава 5
Микропроцессорный комплект К584
5.1. Состав комплекта.......\%\
5.2. Архитектура центрального процессора элемента К584ВМ1 . . . . —
5.3. Архитектура блока микропрограммного управления К584ВУ1 . . . . 188
5.4. Архитектура контроллера состояний К584ВГ1..........192
5.5. Архитектура магистрального приемопередатчика К584ВВ1 .... 197
5.6. Архитектура блоков ускоренного переноса К133ИП4, К155ИП4, К134ИП4, К153ИП4......200
5.7. Архитектура контроллера запоминающего устройства К584ВГ2 . . . 203
5.8. Основные принципы применения
БИС серии К584.......206
Список литературы к гл. 5 ... . 207
Глава б
Микропроцессорный комплект К588
6.1. Состав комплекта.......208
6.2. Центральный процессорный элемент К588ВС2........_
6.3. Управляющая память К588ВУ2 . . 215
6.4. Системный контроллер К588ВГ1 . . 216
6.5. Умножитель К588ВР2.....217
6.6. Многоцелевой буферный регистр К588ИР1..........221
6.7. Магистральный приемопередатчик К588ВА1..........222
6.8. Контроллер блока ЗУ К588ВГ2 . . 223
6.9. Селектор адреса К588ВГ1 . . . 226
6.10. Контроллер прерываний К588ВН1 227
6.11. Программируемый интервальный таймер К588ВИ1.......230
6.12. Контроллер прямого доступа к памяти К588ВТ2........231
6.13. Формирователь трансформаторной линии К588ВА2........234
6.14. Усилитель-ограничитель К588ВАЗ 235
6.15. Кодер-декодер К588ВГЗ.....236
6.16. Адаптер мультиплексного канала К588ВГ6..........239
6.17. Контроллер аналого-цифрового преобразователя К588ВГ4.....244
6.18. Контроллер цифроаналогового преобразователя К588ВГ5.....247
6.19. Основные электрические параметры БИС комплекта К588......251
6.20. Основные принципы применения БИС комплекта К588.....254
Список литературы к гл. 6.....255
Глава 7
Микропроцессорные комплекты БИС серий К589(К585)
7.1. Состав комплектов.......257
7.2. Центральный процессорный элемент К589ИК02 (К585ИК02).....258
7.3. Блок ускоренного переноса К589ИКОЗ (К585ИКОЗ) ...... 262
7.4. Блок микропрограммного управления К589ИК01 (К585ИК01) . . . -
7.5. Блок приоритетов прерываний К589ИК14 (К585ИК14).....266
7.6. Многорежимный буферный регистр К589ИР12 (К585ИР12).....271
7.7. Шинный формирователь К589АП16 (К585АП16) и шинный формирователь с инверсией К589АП26 (К585АП26).........272
7.8. Универсальный контроллер синхронизации К589ХЛ4 (К585ХЛ4) -
7.9. Основные электрические и эксплуатационные параметры БИС серии К589 (К585).........274
7.10. Основные принципы применения БИС серии К589 (К585) .... 276
Список литературы к гл. 7 ... . 277
Глава 8
Микропроцессорный комплект К1800
8.1. Состав комплекта.......278
8.2. Арифметико-логическое устройство К1800ВС1.........._
8.3. Блок микропрограммного управления К1800ВУ1........282
8.4. Двухадресная регистровая память К1800РП6.........._
8.5. Контроллер памяти К1800ВТЗ . . . 285
8.6. Программируемый сдвигатель К1800ВР8..........288
8.7. Универсальный контроллер синхронизации К1800ВБ2.....289
8.8. Двунаправленный транслятор уровней ЭСЛ-ТТЛ К1800ВА4 ... 290
8.9. Двунаправленный магистральный транслятор К1800ВА7.....292
8.10. Основные электрические и эксплуатационные параметры БИС серии К1800...........293
8.11. Основные принципы применения БИС серии К1800.......293
Список литературы к гл. 8 ... . 296
Глава 9
Микропроцессорные комплекты К1801, К1806, К1809
9.1. Состав комплектов.......297
9.2. Центральный процессор К1801ВМ1 —
9.3. Центральный процессор К1801ВМ2 302
9.4. Центральный процессор Н1806ВМ2 304
9.5. БИС однокристальной микроЭВМ К1801ВЕ1..........305
9.6. Многофункциональное устройство параллельного интерфейса К1801.ВП1-ОЗЗ........306
9.7. Многофункциональное устройство параллельного интерфейса К1801ВШ-034........312
9.8. Последовательный асинхронный приемопередатчик К1801ВП1-035 316
9.9. Оперативное запоминающее устройство К1809РУ1.......319
9.10. Постоянное запоминающее устройство К1809РЕ1........320
Глава 10
Микропроцессорный комплект
КР1802
10.1. Состав комплекта......322
10.2. Арифметическое устройство КР1802ВС1.........-
10.3. Блок регистров общего назначения КР1802ИР1.......328
10.4. Схема обмена информацией КР1802ВВ1.........329
10.5. Контроллер интерфейса КР1802ВВ2 331
10.6. Арифметический расширитель КР1802ВР1.........333
10.7. Секционный умножитель (8x8) КР1802ВР2.........33S
10.8. Умножитель (8x8) КР1802ВРЗ 339
10.9. Умножитель (12x12) КР1802ВР4 340
10.10. Умножитель (16x16) КР1802ВР5 342
10.11. Параллельный 4-входовой сумматор КР1802ИМ1.......344
10.12. Основные электрические и эксплуатационные параметры БИС серии КР1802..........346
10.13. Основные принципы применения БИС комплекта КР1802 . . . . -
Список литературы к гл. 10.....350
Глава 11
Микропроцессорный комплект
К1804
11.1. Состав комплекта.......
11.2. Центральный процессорный элемент К1804ВС1.......351
11.3. Центральный процессорный элемент К1804ВС2.......-
11.4. Секционные блоки микропрограммного управления К1804ВУ1, 355 К1804ВУ2.........
11.5. Контроллер последовательностей микрокоманд К1804ВУЗ .... 358
11.6. Блок микропрограммного управле- 361 ния К1804ВУ4........
11.7. Контроллер адреса К1804ВУ5 . . -
11.8. Контроллер состояний К1804ВР2 365
11.9. Блок ускоренного переноса К1804ВР1.........366
11.10. Параллельный регистр К1804ИР1 370
11.11. Магистральные приемопередатчики 373 К1804ВА1, К1804ВА2, К1804ВАЗ -
11.12. Многоцелевой буферный регистр К1804ИР2........ . 376
11.13. Порт ввода/вывода К1804ИРЗ 377
11.14. Генератор синхронизации К1804ГГ1.........-
11.15. Основные электрические и временные параметры БИС комплекта К1804...........378
11.16. Основные принципы применения БИС комплекта К1804 . . . . -
Список литературы к гл. 11.....382
Глава 12
Микропроцессорный комплект
БИС серии КА1808
12.1. Состав комплекта КА1808 ... 383
12.2. Однокристальный 8-разрядный
микропроцессор КА1808ВМ1 . . . 383
12.3. Специальный аналого-цифровой преобразователь КА1808ИР1 . . 386
12.4. Устройство задания режимов экспонирования КА1808ВВ1 .... 388
12.5. Интерфейсная микросхема для шкальных фотоаппаратов КА1808ВВ2.........389
12.6. Устройства для автоматического управления экспозицией КА1808ХК1, КА1808ХК2 .... 390
12.7. Фоточувствительная микросхема автоматической фокусировки КА1808ВВЗ.........392
Список литературы к гл. 12 ... . —
Глава 13
Процессоры цифровой обработки
сигналов
13.1. Методы и алгоритмы цифровой обработки сигналов ...... 394
13.2. Однокристальный цифровой процессор обработки аналоговых сигналов К1813ВЕ1.......400
13.3. Процессоры цифровой обработки сигналов UPD77P20, цР?>7720 . . 404
13.4. Микропроцессорный комплект БИС для построения процессоров цифровой обработки сигналов К1815...........410
13.5. Матричные коммутаторы серии К1509...........423
Список литературы к гл. 13 ... . 426
Глава 14
Запоминающие устройства
14.1. Номенклатура БИС ЗУ.....427
14.2. Оперативные запоминающие устройства статического типа . , . 433
14.3. Оперативные запоминающие устройства динамического типа . . . 445
14.4. Постоянные запоминающие устройства масочного типа . . . 449
14.5. Программируемые ПЗУ .... 456
14.6. Электрически программируемые ПЗУ...........464
14.7. Электрически программируемые ПЗУ со стиранием ультрафиолетом 474
Список литературы к гл. 14 ... . 477
Глава 15
Конструктивное исполнение мик-роЭВМ, плат и БИС
15.1. Конструкции микроЭВМ .... 478
15.2. Размеры печатных плат .... 479
15.3. Размеры корпусов интегральных схем........... 482
Список литературы к гл. 15 ... . 484
Интерфейсы управляющих микропроцессорных систем
16.1. Классификация интерфейсов мик-
роэвм ..........485
16.2. Интерфейс микроЭВМ СМ-1800 488
16.3. Интерфейс микроЭВМ «Электро-ника-бОМ».........493
16.4. Интерфейс управляющих вычислительных комплексов СМ-3, СМ-4 499
16.5. Организация мультиплексных каналов с гальванической трансформаторной развязкой абонентов 501
16.6. Волоконно-оптические системы передачи информации......507
Список литературы к гл. 16 . . . . 508
Глава 17
МикроЭВМ и микроконтроллеры
общего назначения
17.1. МикроЭВМ серии «Электрони-ка-60М»..........512
17.2. Диалоговые вычислительные комплексы «Электроника НЦ-80-20» 523
17.3. Одноплатные микроконтроллеры серии «Электроника С5» . . . 524
17.4. МикроЭВМ СМ-1800.....528
17.5. Управляющий микроконтроллер «Электроника К1-10».....533
17.6. Управляющий микроконтроллер «Электроника К1-20.».....535
17.7. Микроконтроллер КМ1816ВМ48 536
17.8. Однокристальные микроконтроллеры серии К1814......546
17.9. Однокристальные микроконтроллеры К1820.........552
17.10. Универсальная система отладки «Электроника МИКРОСОТ» ... 560
Список литературы к гл. 17.....562
Основы микропрограммирования секционных комплектов БИС
18.1. Работа микропрограммного устройства управления и формат
микрокоманд........563
Использование совмещения операций в ЦПЭ.........565
Обработка двоичных чисел с учетом
знака результата.......566
Умножение и деление на секционных БИС..........567
Умножение и деление чисел двойной длины.........575
Двоично-десятичные преобразования чисел..........580
Распаковка форматов команд микроЭВМ ..........584
Использование средств автоматизации микропрограммирования 588 Пример разработки микропрограммы ............591
18.10. Комплексное микропрограммирование ...........594
Список литературы к гл. 18 . . . . 596
Глава 19
Основы организации цифровых управляющих систем
19.1. Структуры микропроцессорных 597 систем и области, их применения
19.2. Локальные сети микроЭВМ . . . 605
19.3. Примеры разработки системы управления на основе БИС . . .615
Список литературы к гл. 19.....634
Оглавление............636
Цена: 300руб.
