Введение ........................................................ 12
Часть 1. Основы цифровой электроники ..................... 15
Глава 1. Системы счисления ..................................... 15
1.1. Прямое преобразование двоичных чисел ................... 15
1.1.1. Преобразование чисел из десятичной формы в двоичную 16
1.1.2 Преобразование чисел из двоичной формы в десятичную 17
1.2. Двоично-десятичный код (ДДК) .......................... 17
1.3. Шестнадцатеричные числа (hex)........................... 18
1.4. Числа со знаком......................................... 19
1.4.1. «Дополнение до 2» как способ представления отрицательных чисел..................................... 20
1.4.2. Суммирование двоичных чисел со знаком............. 21
1.5. Числа с плавающей точкой ............................... 22
1.5.1. Примеры преобразования чисел с плавающей точкой ... 23
1.5.2. Смещенные порядки ............................... 23
1.6. Представление алфавитно-цифровых символов ............. 25
1.7. Преобразования из одной системы счисления в другую....... 25
1.7.1. Перевод всех символов в прописные.................. 25
1.7.2. Перевод символов в строчные ....................... 26
1.7.3. Преобразование ASCII-кодов чисел от 0 до 9 в 4-разрядные двоичные числа................................ 26
1.7.4. Преобразование ASCII-кодов в Шестнадцатеричные числа........................................... 27
1.8. Вопросы ............................................... 27
Глава 2. Электронные логические элементы и регистры ........... 30
2.1. Логические элементы.................................... 30
2.1.1. Логические элементы: таблицы истинности и условные графические обозначения........................... 31
2.1.2. Коммерческие логические элементы ................. 33
2.1.3. Примеры ТТЛ ИС и КМОП ИС...................... 34
2.2. Дешифраторы адреса .................................... 36
i.i. Устройства с тремя выходными состояниями................ j /
2.3.1. Буфер с тремя состояниями ......................... 37
2.3.2. Управление входами статического ОЗУ ............... 38
2.3.3. 8-разрядные буферы с тремя состояниями............. 39
2.3.4. 8-разрядные двунаправленные буферы с тремя состояниями .............................................. 40
2.4. Логические схемы последовательного действия.............. 42
2.4.1. Фиксатор (триггер-защелка) D-типа.................. 42
2.4.2. 8-разрядный буфер с тремя состояниями.............. 43
2.5. Шинные системы ....................................;.. 43
2.6. Упражнение для ознакомления с работой ОЗУ .............. 45
Глава 3. 8-разрядный микропроцессор........................... 48
3.1. Введение в микропроцессоры............................. 48
3.2. 8-разрядная микропроцессорная система................... 49
3.2.1. Работа системы.................................... 50
3.2.2. Микропроцессор................................... 51
3.2.3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) ......... 51
3.2.4. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) ........ 52
3.2.5. Схемы синхронизации и сброса...................... 52
3.2.6. Адресная шина .................................... 52
3.2.7. Шина данных ..................................... 53
3.2.8. Управляющая шина................................ 53
3.2.9. Дешифратор адреса ................................ 53
3.2.10. Стек............................................. 54
3.3. Микропроцессор Zilog Z80 ............................... 55
3.3.1. Общее описание................................... 56
3.3.2. Регистр состояния ................................. 58
3.3.3. Временная диаграмма микропроцессора .............. 59
3.3.4. Команды и режимы адресации....................... 61
3.3.5. Примеры режимов адресации........................ 62
3.3.6. Программа........................................ 64
3.3.7. Прерывания....................................... 67
3.3.8. Короткая подпрограмма прерывания................. 70
Часть 2. Теория и программирование........................ 73
Глава 4. Типы микропроцессоров ............................... 73
4.1. Типы микропроцессоров................................. 73
4.1.1. Факторы, влияющие на конструкцию системы......... 74
4.1.2. Скорость обработки и передачи данных............... 74
4.1.3. Стоимость системы ................................ 75
4.1.4. Средства ввода/вывода ............................. 76
4.1.5. Физический размер ................................ 76
4.2. Способы увеличения производительности микропроцессоров . 77
4.2.1. Конвейерная обработка............................. 77
4.2.2. Кэширование...................................... 79
4.2.3. Перекрывающиеся окна регистров ................... 80
4.2.4. Управление микропроцессором и его синхронизация ... 82
4.3. Компьютер с полным набором команд (CISC)............... 83
4.3.1. Микропроцессор MC68000 фирмы Motorola .......... 84
4.4. Компьютер с сокращенным набором команд (RISC) ......... 86
4.4.1. Микропроцессор МС88100 фирмы Motorola .......... 87
4.5. Однокристальные микроконтроллеры...................... 88
4.5.1. Микроконтроллер Philips 83/87C752 (8ХС752) ......... 88
Глава 5. Применения микропроцессоров........................ 91
5.1. Системы управления и измерительная аппаратура: измеритель
потока воздуха ........................................ 92
5.1.1. Аппаратное обеспечение............................ 93
5.1.2. Разработка программного обеспечения ............... 96
5.2. Системы связи: цифровая обработка сигнала (digital signal pro-
cessing - DSP) ........................................ 98
5.3. Потребительские системы: настольный компьютер .......... 101
5.3.1. Компьютерная система ............................. 102
Глава 6. Структура программного обеспечения ................... JQ^
6.1. Разработка программного обеспечения..................... 107
6.2. Конструирование программ методом сверху вниз............ 108
6.3. Структурное программирование........................... 109
6.3.1. Структурное программирование Джексона (СПД)...... 109
6.4. Псевдокод (структурированный английский) ............... 112
6.4.1. Последовательность................................ 113
6.4.2. Выбор............................................ 114
6.4.3. Итерация ......................................... 114
6.5. Блок-схемы............................................. 115
Глава7. Программирование на языке Си.......................... \\-j
7.1. Введение в язык Си...................................... 118
7.2. Восемь этапов программирования на языке Си.............. 119
7.3. Создание программ на языке Си........................... 122
7.4. Отладка программы...................................... 123
7.4.1. Типичные ошибки.................................. 124
7.5. Примеры программ и упражнения......................... 124
7.5.1. Упражнение «Вывод строк, функция printf()» .......... 124
7.5.2. Упражнение «Вывод числа байтов, зарезервированных
под переменные» .................................. 125
7.5.3. Упражнение «Преобразователь числа» ................ 126
7.5.4. Упражнение «Очистка экрана»....................... 127
7.5.5. Упражнение «Цикл for»............................. 128
7.5.6. Упражнение «Квадраты чисел»....................... 129
7.5.7. Упражнение «Запись данных в массив» ............... 129
7.5.8. Упражнение «Изменения в упражнении 7.5.7» ......'... 130
7.5.9. Упражнение «Запись данных на диск» ................ 131
7.5.10. Упражнение «Тестирование упражнения 7.5.9 ........ 133
7.5.11. Упражнение «Загрузка данных с дискового файла» .... 134
7.5.12. Упражнение «Альтернативная загрузка данных с дискового файла»....................................... 136
7.5.13. Упражнение «Преобразование температуры» ......... 138
7.5.14. Упражнение «Определение функций»................ 141
7.6. Выбранные ответы ...................................... 141
Часть 3. Упражнения по интерфейсу ...................... }4з
Глава 8. Последовательный интерфейс........................... 143
8.1. Последовательная передача данных ....................... 143
8.2. Аппаратные средства последовательного интерфейса........ 146
8.3. Упражнения............................................ 148
8.3.1. Упражнение «Тестирование петлевой конфигурации» .. 148
8.3.2. Упражнение «Исследование сигналов СОМ-порта»..... 150
8.3.3. Упражнение «Связь между двумя компьютерами»...... 151
8.3.4. Упражнение «Передача текста» ...................... 152
8.4. Вопросы ............................................... 152
Глава 9. Параллельный интерфейс ............................... 154
9.1. ИС Intel 82C55APPI .................................... 154
9.1.1. PPI-режим О (базовый ввод/вывод)................... 156
9.1.2. Упражнение «Вывод чисел в режиме 0» ............... 157
9.1.3. Упражнение «Тестирование ввода в режиме 0»......... 159
9.1.4. PPI-режим 1, стробируемый ввод/вывод .............. 162
9.1.5. Упражнение «PPI-режим 1, тест вывода данных»....... 163
9.1.6. Упражнение «Тест ввода данных в режиме 1» .......... 166
9.2. Упражнения с шаговым двигателем........................ 169
9.2.1. Упражнение «Управление шаговым двигателем» ....... 169
9.2.2. Упражнение «Управление двигателем; три скорости вращения» ........................................... 174
9.2.3. Упражнение «Управление двумя шаговыми двигателями» 174
Глава 10. Цифро-аналоговый параллельный интерфейс........... ]75
10.1. Цифро-аналоговое преобразование....................... 175
10.2. Упражнения по преобразованию цифрового сигнала в анало-
говый ................................................ 178
10.2.1.Упражнение «Тестирование цифро-аналогового преобразователя» ....................................... 178
10.3. Функциональный генератор (генератор сигналов специальной
формы)............................................... 182
10.3.1. Упражнение «Функциональный генератор».......... 182
10.3.2.Упражнение «Полный вариант функционального генератора» ........................................... 184
10.4. Вопросы .............................................. 186
Глава 11. Аналого-цифровой параллельный интерфейс............ 137
11.1. Аналого-цифровые преобразователи...................... 187
11.1.1. Аналого-цифровой преобразователь с динамической компенсацией..................................... 188
11.1.2. АЦП параллельного, или мгновенного, преобразования 190
11.2. Упражнения по аналого-цифровому преобразованию сигнала 191
11.2.1. Упражнение «Тестирование АЦП».................. 191
11.2.2. Упражнение «Вольтметр».......................... 197
11.2.3. Упражнение «Двухдиапазонный вольтметр».......... 198
11.3. Вопросы .............................................. 199
Глава 12. Параллельный принтерный порт........................ 200
12.1. Параллельный принтерный порт ......................... 200
12.2. Упражнения по вводу/выводу данных..................... 201
12.2.1. Упражнение «Вывод данных через принтерный порт» . 201
12.2.2. Упражнение «Ввод/вывод данных через принтерный порт.............................................. 202
12.3. Упражнения с шаговым двигателем....................... 208
12.3.1.Упражнение «Шаговый двигатель; две скорости вращения в каждом направлении»......................... 208
12.3.2. Упражнение «Шаговый двигатель; три скорости в каждом направлении» ................................. 211
\.1.з.5. Упражнение «Два двигателя, две скорости»............ 211 Я
12.4. Упражнения с функциональным генератором.............. 211 I
12.4.1. Упражнение «Функциональный генератор»........... 211 |
12.4.2. Упражнение «Полный вариант функционального гене- | ратора»........................................... 214 1
12.5. Упражнения с вольтметром.............................. 214 1
12.5.1. Упражнения «АЦП»............................,.. 214 1
12.5.2. Упражнение «Вольтметр» .......................... 218 I
Л
12.5.3. Упражнение «Двухдиапазонный вольтметр» .......... 218 J
I
Глава 13. Дополнительные упражнения .......................... 220 I
13.1. Теория частотомера..................................... 220 I
13.1.1. Триггер Шмитта .................................. 221 |
13.1.2. Двоичный счетчик ................................ 223 |
13.2. Упражнения с частотомером ............................. 225 I
13.2.1. Упражнения «Базовый счетчик»..................... 225 |
13.2.2. Упражнение «Четыревдиалазонный счетчик»......... 228 I
13.2.3. Упражнение «Увеличение точности до + 1Гц» ........ 229 I
13.2.4. Упражнение «Автоматическая калибровка»........... 231 )
13.2.5. Упражнение «Входная схема счетчика»............... 231 |
13.3. Последовательная передача данных....................... 232 I
13.4. Управление шаговым двигателем по линии последовательной ]
передачи данных........................................ 233 '
13.4.1.Упражнение «Управление двумя шаговыми двигателями по 4-проводной линии последовательной передачи
данных» ........................................ 234 .*
13.4.2. Упражнение «Использование двухпроводного кабеля и •.; общего провода для управления двумя шаговыми двига- ? телями»........................................... 240 |
13.4.3. Упражнение «Последовательное управление тремя ша- I
говыми двигателями»............................... 241 |
\
Глава 14. Контрольно-измерительная аппаратура и тестирование . 245 -i
14.1. Контрольно-измерительная аппаратура ................... 245 *
14.2. Проблемы аппаратного обеспечения...................... 246 ]
14.3. Тестирование PPI-портов ............................... 247 :\
14.3.1.Тестирование PPI-порта на правильность вывода дан- :
ных............................................ 248 |
14.3.2. Тестирование PPI-порта на правильность ввода данных 250 |
14.4. Тестирование параллельного принтерного порта ........... 252 |
14.4.1. Программа для теста вывода данных................ 253
144.2. Программа для теста ввода данных.................. 253
14 5 Конструкция блоков светодиодов и переключателей ........ 254
14.5.1. Блок светодиодов ................................. 25
14.5.2. Блок переключателей.............................. 25°
1 д'ч 3 Экономичный блок переключателей/светодиодов..... 256
i*t._>•->• О^й
14 6. Устройство управления шаговым двигателем............... /ЭВ
14 7. Проблемы программного обеспечения .................... 259
.......... 261
Список литературы .............................
........ ZOZ
Предметный указатель................................
Цена: 300руб.
