4 Технические средства микропроцессорных систем: Практический курс. Пер. с англ.— М.: Мир, 1983.— 344 с., ил.
Книга американского специалиста представляет собой руководство по проектированию микропроцессорных систем на базе стандартных наборов распространенных семейств микропроцессоров 8080, 8085, Z80 и 6800. Детально анализируются особенности архитектуры и функционирования микропроцессоров и систем на нж основе, обсуждаются преимущества и недостатки конкретных технических реше- * ниб. Главное внимание уделено компоновке и испытаниям аппаратных средств. Изложение иллюстрируется значительным числом примеров построения реальных I микропроцессорных систем. j
Для специалистов, связанных с проектированием систем обработки данных на базе микропроцессоров, •
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
р звитие и распространение микропроцессоров, а также все-зможных устройств и систем на их основе стимулируют по-В оянно возрастающий интерес к микропроцессорной тематике с СТОроны все более широкого круга технических специалистов В последние годы в различных издательствах нашей страны был выпущен ряд монографий советских и зарубежных авторов, посвященных данной тематике. В этих работах нашел отражение круг вопросов, связанных с архитектурой микропроцессоров, структурой систем на их основе, возможностями и перспективами использования микропроцессорных устройств и систем в различных сферах жизни и деятельности человека и т п. Можно полагать, что хотя спрос на литературу подобного рода удовлетворен еще не в полной мере, знакомство читателей с основами построения, функционирования и использования микропроцессорных систем уже состоялось. В этой связи становится понятной потребность в публикациях, которые давали бы ответы на многие специальные вопросы, возникающие у практических работников в процессе проектирования и отладки конкретной системы. Именно такую направленность имеет настоящая книга.
Главная особенность книги заключается в том, что основной акцент в ней смещен в сторону изложения практических вопросов, с которыми сталкиваются разработчики непосредственно в процессе создания системы. Книга в известной степени может рассматриваться как практическое руководство по проектированию и отладке микропроцессорных систем.
Другая особенность состоит в том, что при обсуждении вопросов технической реализации тех или иных устройств автор, как правило, не ограничивается рассмотрением какого-то одного, пусть предпочтительного инженерного решения, но анализирует различные подходы к решению, показывая их сильные и слабые стороны. Этому способствует проводимый автором анализ возможностей при использовании каждого из рассматриваемых типов микропроцессоров для реализации одних и тех же функций.
Особо следует остановиться на предлагаемой методике отладки технических средств системы, именуемой тестированием посредством статических сигналов. Она отличается простотой и наглядностью анализа коммуникационных процессов. Такая методика позволяет разработчику системы в полной мере осмыслить и прочувствовать все особенности -взаимодействия микропроцессора с устройствами памяти и ввода-вывода.
Можно надеяться, что книга окажется весьма полезной для практических работников, связанных с проектированием и использованием микропроцессорных устройств и систем самого различного назначения.
В. А. Балыбердин
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию...... ... . 5-
Предисловие ...............,.« 6«
Предисловие автора............... 7
Глава 1. Введение в архитектуру машин с 3 шинами..... 9
1.1. Архитектура систем с 3 шинами........ . 9'
1.2. Адресная шина системы . . . ......... 10
1.3. Шина данных системы............ 11
1.4. Шина управления системы........... 12
1.5. Использование архитектуры с 3 шинами....... 13-
1.6. Запись данных в память........... 13
1.7. Чтение данных из памяти.......... . 16-
1.8. Запись данных в устройство вывода........ 17
1.9. Чтение данных с устройства ввода........ 19'
1.10. Операции с внутренними регистрами........ . 20
1.11. Выполнение команд в системе с 3 шинами . . . . . . . 20-
1.12. Управление синхронизацией системы........ 21
1.13. Выводы................ 22"
Глава 2. Построение систем с 3 шинами на базе устройств 8080, 8085
Z80 и 6800.............. 23
2.1. Пояснения к адресной шине системы........ 23
2.2. Выбор требуемых буферов адреса....... . . 27
2.3. Адресная шина микропроцессора 8080 . . . . . . . . 28
2.4. Использование буферов адреса.......... ЗО1
2.5. Адресная шина Z80............. 34
2.6. Адресная шина 6800............. 35
2.7. Адресная шина микропроцессора 8085 ........ 35 >
2.8. Пояснения к шине данных системы......... 40
2.9. Буферированная шина данных микропроцессора 8080 а. ... 42"
2.10. Буферированная шина данных микропроцессора Z80 ... 46
2.11. Буферированная шина данных микропроцессора 6800 . . . ' . 46
2.12. Буферирование шины данных микропроцессора 8085 .... 48
2.13. Пояснения к шине управления системы........ 48-
2.14. Шина управления системы на базе микропроцессора 8080 . . 49
2.15. Фиксатор состояния микропроцессора 8080...... 50
3.16. Шина управления системы на базе Z80....... 52
2.17. Шина управления системы на базе 8085....... 52'
2.18. Шина управления системы на базе 6800....... 54
2.19. Распределение памяти............ 54-
2.20. Выводы................. 61
Глава 3. Генераторы тактовых импульсов и интерфейс памяти для
микропроцессорных систем с 3 шинами- . . . . . . 62
3.1.' Генератор тактовых импульсов для микропроцессора 8080 . . 62:
3.2. Генератор тактовых импульсов для микропроцессора 8085 . . 66
3.3. Генератор тактовых импульсов для микропроцессора Z80 . . А?
3.4. Генератор тактовых импульсов для микропроцессора 6800 RV 3.5 Выводы ........ ... . . . . '. у,
3.6. Интерфейс памяти в микропроцессорных системах с 3 шинами ?i
3.7. ПЗУ системы ....... 7о
3.8. Интерфейс ОЗУ..........'.'!'' 77
3.9. Чтение данных из ОЗУ ........ • • . .
3.10. Запись данных в ОЗУ .....'..•'.'.'.'. 81?
311. Интерфейс ОЗУ с общим входом и выходом...... 35
3.12. Микропроцессор как системный контроллер . . . . . . §7
3.13. Подготовка микропроцессора 8080 для работы в режиме системного контроллера . ............ gg
3.14. Установка начального состояния микропроцессора 8080 ... 88
3.15. Подготовка микропроцессора 8085 для работы в режиме системного контроллера.............. 91
3.16. Подготовка микропроцессора Z80 для работы в режиме системного контроллера.............. 91
3.17. Начальная установка микропроцессора Z80....... 91
•З.Н5. Подготовка микропроцессора 6800 для работы в режиме системного контроллера . ........ ..... 94
3.19. Начальная установка микропроцессора 6800....... 94
3.20. Выводы................ 96
Глава 4. Интерфейс устройств ввода-вывода в микропроцессорных
системах с 3 шинами............ 98
4.1. Программное обеспечение клавишного пульта...... 99
4.2. Аппаратные средства, необходимые для реализации клавишного пульта................. 100
4.3. Сигналы горизонтальных линий....... . . . 104
4.4. Распознавание сигналов на выходах клавишного пульта ... 107
4.5. Выводы................ 108
4.6. Цифровой индикатор............... 109
4.7. Программное управление клавишным пультом...... 111
4.8. Программный метод формирования сигналов на входах матрицы клавишного пульта . ........... 111
4.9. Опрос выходных линий клавишного пульта с помощью программных средств............... 117
4.10. Вычисление весового значения ключа........ 120
4.11. Программные средства учета эффекта вибрации клавиатуры . . 123
4.12. Инициализация программы......'..... 130
4.13. Выводы................ 144
Глава 5. Применение метода тестирования статическими сигналами для
отладки аппаратных средств микропроцессорных систем . . 145
5.1. Идея метода тестирования статическими сигналами . . . . 145
5.2. Аппаратные средства устройства тестирования статическими сигналами.............. . . . 147
5.3. Адресные линии..... ......... I47
5.4. Сигналы управления............. 149
5.5. Линии шины данных ............- • 1рО
5.6. Применение устройства тестирования статическими сигналами . . 153
5.7. Выбор точки начала контроля.......... 153
5.8. Проверка адресной шины........... j5°
5.9. Проверка шины управления ........... 1Ы
5.10. Проверка правильности подачи сигналов выбора кристаллов и сигналов разрешения записи в память........ j^
5.11. Запись и чтение данных из устройств ввода-вывода .... 1Ь!>
5.12. Проверка функционирования схемы клавишного пульта с помощью устройства тестирования............'167
5.13. Выводы................ 168
Глава 6. Прерывания, режим ожидания я режим прямого доступа
к памяти в микропроцессорах 8080, 8085, 6800 и Z80 . . 170 *
6.1. Основные прдставлния о прерываниях....... . 170
6.2. Прерывания в микропроцессоре 8080........ 172
6.3. Прерывания в микропроцессоре 8085 . . . . . . . . 183
6.4. Прерывания в микропроцессоре Z80 ........ 187
6.5. Прерывания в микропроцессоре 6800........ 189
6.6. Способы реализации режима «ОЖИДАНИЕ»...... 190
6.7. Перевод в состояние ожидания микропроцессоров 8080, 8085 и Z80 191
6.8. Перевод в состояние ожидания микропроцессора 6800 . . . 196
6.9. Прямой доступ к памяти в микропроцессорах 8080, 8085 Z80 и 6800 199
6.10. Прямой доступ к памяти в микропроцессоре 8080 .... 200^
6.11. Прямой доступ к памяти в микропроцессоре 8085 .... 202
6.12. Прямой доступ к памяти в микропроцессоре Z80 . . • . . . 202
6.13. Прямой доступ к памяти в микропроцессоре 6800 ..... 203
6.14. "Выводы.................204
Глава 7. Программирование перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств............. 205
7.1. Общие представления о перепрограммируемых постояаных запоминающих устройствах............ 205
7.2. Стирание информации в перепрограммируемых постоянных запоминающих устройствах..... ....... 206
7.3. Программирование ППЗУ 2708.......... 207
7.4. Импульс программирования ППЗУ 2708...... . 211 _.
7.5. Выводы ............... 214
Глава 8. Технические средства устройства программирования ППЗУ 215
8.1. Общее описание системы........... . 215
8.2. Специфические функции системы.......... '216
8.3. Вспомогательные технические средства........ 217
8.4. Клавишное устройство ввода-вывода........ 218
8.5. Технические средства устройства отображения ..... 220
8.6. Постоянная память системы .... ..... 220
8.7. Оперативная память системы.......... 220
8.8. Интерфейс программирования 2708......... 222
8.9. Технические средства ввода и вывода данных...... 223
8.10. Средства формирования импульса программирования . .__. . 225
8.П. Средства управления уровнем напряжения на выводе CS/WE 227 ?
8.12. Источник питания для ППЗУ 2708 ......... 227
8.13. Соединение панели программирования с системой..... 228
8.14. Использование микропроцессора 6800 в качестве управляющего устройства ......^ . .. . . . . . . . 230
8.15. Выводы по техническим средствам.......• • 230
Глава 9. Проектирование программного обеспечения для управления
микропроцессорной системой.......... 236
9.1. Начальный этап............ . . • 236
9.2. Общее представление о программном обеспечении .... 240
9.3. Программы ввода информации с клавишного пульта .... 241
9.4. Главная управляющая программа . - . ... . . • • 249
9.5. Программные средства реализации функции установки адреса . 254
9.6. Программные средства реализации 'функции СТИРАНИЯ ОЗУ . 260
"9.7. Программные средства реализации функции программирования , 260
9.8. Программные средства реализации функции верификации . . 266
9.9. Программные средства реализации функции копирования . . 282 '9.10. Выводы по программным средствам.......• . 282
Глава 10. Отладка технических средств системы....... 283
10.1. Тестирование посредством статических сигналов . . . . . 283 '10.2. Устройство тестирования посредством статических сигналов для
микропроцессора 8085............ 285
10.3. Замечания по отладке технических средств системы .... 291
10.4. Отладка адресной шины системы......... 292
10.5. Отладка шины управления системы........ 297 •
J0.6. Отладка шины данных системы.......... 299
10.7. Проверка схем дешифрирования выбора памяти..... 301
10.8. Проверка интерфейса ПЗУ системы........ 302
10.9. Проверка интерфейса ОЗУ системы........ 306
10.10. Отладка интерфейса клавишного пульта....... 311
10.11. Отладка интерфейса устройства отображения..... 311
10.12. Отладка схем подключения ППЗУ к системе '...... 311
10.13. Проверка схем формирования импульса программирования . . 318
10.14. Проверка функционирования схем ВЫБОРКА БЛОКА и РАЗРЕШЕНИЯ ЗАПИСИ............. 320
10.15. Выводы................ 323
Приложение .................. 324
Назначение выводов корпуса микропроцессора INTEL 8080A . . . 324
Допустимые предельные значения 8080А......... 327
Функциональное описание 8085А/8085А-2........ 330
Прерывания и последовательный ввод-вывод........ 330
Допустимые предельные значения (8085А/8085.А-2)...... 332
•Описание выводов ЦП Z80, Z80A.......... 334
Выборка команды............... 336
'Цикл чтения из памяти и цикл записи в память....... 336
Циклы операций ввода-вывода........... 337
Цикл запроса на прерывание и подтверждения прерывания . . . . 337
.Допустимые предельные значения (Z80/Z80A) ....... 338
Цена: 150руб.
