Proiectarea unui sistem pe baza microprocesorului I8080

Întroducere

În proiectul de curs cu tema „Proiectarea unui sistem cu microprocesor” vom studia cum se poate de proiectat unităţile de bază ale SMP (sistemului cu microprocesor). Principalele compartimente ale proiectului sunt:

a) proiectarea procesorului;

b) proiectarea memoriei;

c) proiectarea porturilor I/O (input/output);

d) proiectarea perifericilor.

În primul compartiment vom studia principiul de lucru al microcircuitelor folosite ca de exemplu: generatorul de sistem, formatoarele de magistrale, de adrese, de date , de comandă.

La proiectarea memoriei vom analiza cum are loc înscrierea şi citirea informaţiei din microcircuitele de memorie.

Proiectarea porturilor I/O este un alt compartiment al lucrării de curs în care se studiază procesul de schimb de date dintre sistemul cu microprocesor şi dispozitivele externe.

Noţiuni Generale SMP

Sistem cu microprocesor (SMP) prezintă un sistem de prelucrare şi dirijare a informaţiei, realizat pe baza unui set de microcircuite moderne, bazat pe principiul dirijării prin program. În aşa fel SMP este un sistem numeric de prelucrare a informaţiei şi dirijare, posibilităţile funcionale ale căruia sunt determinate de programul de deservire, iar schimbul de informaţie cu mediul înconjurător este asigurat de unitatea intrare/ieşire.

SMP ca şi sistemele electronice de calcul este format din următoarele unităţi de bază:

- procesor, ce îndeplineşte funcţiile de bază, de dirijare şi prelucrare a informaţiei;

- unitate de memorie (U.M.), ce se foloseşte pentru memorizarea datelor şi programelor;

- unitatea de intrare/ieşire (IOP), asigură legătura cu dispozitivele externe.

Unităţile SMP sunt conectate între ele prin interfeisul intersistemului şi interacţionează între ele după principiul adreselor – toate unităţile subalterne şi părţile lor componente au o adresă unică prin intermediul căreia la ele se adresează unitatea de comandă. Componenţa concretă şi structura unui SMP este determinată de destinaţia ei şi caracteristicile tehnice impuse.

Sistem cu microprocesor poate fi cu un singur procesor sau cu mai multe procesoare. În cazul în care sistemul are un procesor, toate funcţiile de prelucrare şi dirijare a informaţiei este efectuată de un singur procesor, iar în al doilea caz sunt cîteva procesoare ce au funcţii egale sau unul are funcţii principale şi restul subordonate celui principal. Fiecare procesor la rîndul său efectuiază dirijarea şi prelucrarea informaţiei din unitatea de memorie şi unitatea de intrare/ieşire subordonată lui.

Procesorul prelucrează informaţie de trei tipuri: date, adrese şi comenzile progamului. Asupra datelor se efectuiază operaţiile aritmetico-logice, prelucrarea adreselor se determină prin metoda păstrării şi accesului la date şi comenzi care la fel este bazată pe operaţiile aritmetico-logice. Prelucrarea comenzii constă în convertarea codului comadă într-o consecutivitate de acţiuni de dirijare (microoperaţii) corespunzător cu algoritmulde îndeplinire a comenzii. Fiecare microoperaţie se efectuiază într-un inerval de timp numit tact, iar toate comenzile efectuate împreună în decursul unui ciclu întreg formează microprograma, în aşa fel prelucrarea comenzilor constă în prezentarea ei în formă de microprogramă. Sub dirijarea microprogramei se efectuiază prelucrarea datelor şi adreselor şi cu alte unităţi ale SMP.

Unitatea de memorie a SMP este realizată pe baza memoriei operative RAM şi fixe ROM. Memoria RAM este necesară pentru păstrarea datelor prelucrate şi programelor ce se schimbă des. În SMP se realizează un set fix de funcţii pentru păstrarea programelor, la fel pentru păstrarea datelor constante, pentru aceasta se utilizează memoria fixă ROM. În microcircuitele de memorie ROM informaţia este introdusă în timpul fabricării MC şi în multe cazuri rămîne neschimbată pe toto parcursul funcţionării MC în SMP.