Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов (1988) (1092085)
Текст из файла
Б.А.Калабеков МИКРОПРОЦЕССОРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов радиотехнических специальностей вузов Ясап РйгаФ Москва Я «1звдио и сВЯзь» 1988 ББК 32.97 К17 УЛК 681.325 5-181.4(075) Калабеков Б. А. К17 Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учеб. пособие для вузов,— МА Радио н связь, 1988.
— 368 сх нл. 15ВМ 5-256-00169-8 Излагаются различные подходы к проектированию процессорных уст. райствг со саецнвлнзнрованнмм операинанным устройством и управляющим устройстивм, сиитезирананпым нв основе схемной н программируемой логики. Рассматриваются устройства на микропроцессорных комплектах БИС серий КРЫО. К569, КР)904, КР1910, а также присны программирования и« языках различных уровней. для студентов Раднотехннчеаких специальностей.
полезна специалистам, связанны» с разработкой микропроцессорных устройств. 2405000000-024 154-88 ББК 82.97 046(01)-88 Рецензенты: кафедра вычислительной техицкн МИЭТ (заа кафедрой чл.-корр. АН СССР Л. Н. П р ес н у х н н), чл.-корр. АН УССР К. Г.
С ам о фалов Редакция литературы по вычислительной технике Учебное иособне Кплибекии Вениимин А ршоколич МИКРОПРОПЕССОРЕА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ Заведующий редакцией Г. и. Козырееа. Редактор 7. И. Бердичеаскна Художественный релактор и. С. Шенк. Переплет художинна КД З. логан«ел»ского Технический редактор 7. И. Зыкина. Корректор Н. Л А(и«ааа ЙБ 20 1415 сдано в набор ддю.н7, подннсана э и тать 22.10.97. т-19052 Формат еох950„ Бумаге офсетная 55 2 Гарнитура литературна». Печать а4сетная усл.
оеч л. 22,54. Уел. ко.-отт. 22,54. Уч.-изд. л. 22дк Тираж 90000 экз И з. — 1 — 40.000 экз.) Изд. М 215!5. Зак, .% 450. Цска 1 р. 1О к. Изавтельстао Радио и сваять». 101000, Маснеа. Почтамт. *)я Е95 Московская типография уе 4 Союзполиграфпрома ерн Государстэеинам комитете СССР по делам издательств, поляграфни н книжной торговли. МОсква. 129041, Б. Переяславская, 45 !БВЙ 5-256-00169-8 (С) Издательство «Равно н связь», 1988 ПРЕДИСЛОВИЕ Дирокая автоматизация процессов в сферах производства, научных асследований, эксплуатации оборудования с использованием средств )ычислительной техники является основным направлением интенсификации физического и интеллектуального труда человека, повышения 'Эроизводительности труда.
Решение этой задачи требует подготовки анженеров в области автоматизации проектирования (устройств, снсгем, сетей), научных исследований (прн моделировании процессов, сборе н обработке данных эксперимента, планировании эксперимента, по;тановке машинного эксперимента и т.д.) и управления (управлення Гехнологическими процессами, административно-организационного управления).
Основной технической базой автоматизации управления технологическими процессамн являются специализированные мнкропроцес:орные устройства (МПУ). Они являются предметом изучения на этапе тазовой подготовки, предшествующей рассмотрению в специальных дисциплинах различных применений МПУ. При изучении специализированных МПУ рассматриваются приемы эроектирования как аппаратных, так и программных средств МПУ. проектирование аппаратных средств требует знания особенностей микюпроцессорных комплектов микросхем различных серий и функциоэальных возможностей микросхем, входящих в состав используемого <омплекта, умения правильно выбрать серию. Проектирование прораммных средств требует знаний, необходимых для выбора метода и алгоритма решения задач, входящих в функции МПУ, для составлеэня программы (часто с использованием языков низкого уровня — язы<а кодовых комбинаций, языка Ассемблера), а также умения испольювать средства отладки программ.
Всем этим вопросам и посвящено ~анное учебное пособие. Изложение начинается с рассмотрения арифметических основ цифэовой техники, необходимых для понимания последующего материала 3ез обращения к другим источникам. Приводятся начальные сведения ) методах построения процессорных устройств без использования БИС хикропроцессорных комплектов на принципах схемной и программнру- емой логики. Зтот материал позволит расширить представления о способах построения цифровых устройств обработки данных.
В последующих разделах книги достаточно подробно изложены приемы проектирования МПУ на немикропрограммируемых микропроцессорных комплектах серий КР580, КР!8!О, а также МПУ на микропрограммируемых микропроцессорных комплектах серий К589 и КР)804. Даются основные представления о средствах, используемых при отладке аппаратных и программных средств й)ПУ.
Книга завершается рассмотрением ориентированных на реализацию в микропроцессорных устройствах алгоритмов обработки данных, наиболее часто встречающихся при решении радиотехнических задач. В пособии рассматриваются МПУ на основе универсальных микропроцессорных комплектов (МПК). Вопросы использования специализированных МПК, ориентированных на цифровую обработку сигналов, не освещены в связи с тем, что их изложение при ограниченном объеме книги потребовало бы сокращения представленного в ней материала; по мнению автора, зто сделало бы его более трудным для усвоения. ВВЕДЕНИЕ ВД. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ Для представления чисел в цифровых устройствах, а также для представления разнообразной информации в процессе программирования наряду с привычной для нас десятичной системой счисления широко используются другие.
Рассмот. рим принцип построения наиболее употребительных позиционных систем счис. ления. Числа в таких системах счисления представляются последовательностью цифр (цифр разрядов), разделенных залитой на две группы: группу разрядов, изображающую целую часть числа, н группу разрядов, изображающую дробную часть числа: (В.1) ... аоа,ао, и га Здесь и,, а,, ... — цифры нулевого, первого и т. д. разрядов целой части числа, а,, и о, ... — цифры первого, второго и т. д. разрядов дробной части числа. Единице каждого разряда приписан определенный аес р", где р — основание системы счисления, А — номер разряда.
равный индексу при буквах, изображающих пифры разрядов. Так. представленная выражением (В.)1 запись означает следующее количество: А'-- ...—, ,а,р'еаор'.гавро -а,р — '-,а ор' Для представления цифр разрядов используется набор из р различных символов. Так, при р 10 (т. е.
в обычной десятичной системе счисления) для записи цифр разрядов используется набор из десяти символов: 0,1. 2, ..., 9. Прн этом запись числа 729,324,о (здесь и в дальнейшем индекс прн числе будет указывать основание системы счисления, в которой представлено число) означает следуюгцее количество; 7 2 9 .
3 2 4,о — 7 !О' г2 10' 9 10" — 3 10-' . 2 10 †' 4.10 †. ! 1()а )О-о! 10' )О-о~ 10о 1Π— о весовые воырфвцненты разрядов Используя такой принцип представления чисел. но выбирая различные значения основания р, можно строить разнообразные системы счисления, Лвои чная система счисления. Осиованнесистемысчнслеиин р = 2.
Таким образом, для записи цифр разрядов требуетсн набор всего лишь из двух символов. в качестве которых используются О и !. Следовательно, в двоичной системе счисления число представляется последовательностью симво. лов О н 1. При этом запись 1!011. 101, соответствует в десятичной системе счисления следующему числу: (1 2е 1 2э- О 2н 1 2'-' 1 2'. 1 2 ° 0 2 ' 1 2-н), 27.625, . 1 1 О 1 1, 1 0 2" 2' 2 неенные «онффнчненты разряда» 7 3 5, 4 6„(7 8е--3 8' 5 8 4 8-'--6 8-т),е ..= 477, 59375тн.
8 8-'! 8е 8 — ' 8е нее ыые нннффннненты ретрнднн т. е запись 735, 46„означает число, содержащее 7 раз цо 8е 64, 3 восьмерки, 5 единиц. 4 раза по 8-' 1. 8 и 6 раэ по 8-' 1'64. В! естнадцатеричная система счисления. Основание системы счисления р - 16 и длн записи цифр разрядов должен использоваться набор из 16 символов: 0,1, 2, ..., 9, А, В. С, О, Е, г. В нем используются 10 арабских цифр, и до требуемых и!естнадцати нх дополняют сцестью начальными буквамн латинского алфавита.
При этом символ А соответствует нолнчеству. в десятичной системе счисления равному 10,  — 11, С вЂ” 12, Π— 13, Š— 14 и à — 15. Прн этом запись АВ9, С2Г,н соответствует следующему числу в десятичной системе счисления: В о с ь и е р и ч н а я с н с т е м а с ч н с л е н н н. Основание системы счисления р 8. Следовательно, для представления цифр разрндов должно использоватьсн восемь различных символов, в качестве которых выбраны 0,1, 2,....7 (заметим, что символы 8 и 9 здесь не используются и в записи чисел встречаться. не должиы1. Например, записи 735. 46„в десятичной системе счисления соответствовало бы следующее число: А В 9 С 2 Гхе '- (!О !6'4 11 16'-1-9 16'+12 !6 — ' ч2 !6-х 4 В С! 16 — "" 15 !6 х)хе = 2745 7614745 " хо. Г ! 16х «ееоиые коиффиниенх ы ризряиои Хранение л-разрядных чисел в цифровой аппаратуре можно осуществить с помощью устройств, содержащих л элементов, каждый из которых запоминает цифру соответствующего разряда числа.
Наиболее просто осуществляется хранение чисел, представленных в двоичной системе счисленнв. ххля запоминании цифры каждого разряда двоичного числа могут использоваться устройства с двумя устойчивыми состояниями (например, триггеры). Одному из этих устойчивых состояний ставится в соответствие цифра О, другому — цифра !. При хранении десятичных чисел каждая цифра десятячного числа предварительно представляется а двоичной форме.
Такая форма представления чисел носит название двоична-кодированной десятичной системы. Например, число 765.93,о в двоична-кодированной десятичной системе представляется в следующем виде: В.2. ПЕРЕВОД ЧИСЕЛ ИЗ ОДНОЙ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ В ДРУГУЮ Основания восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления выражаются целой степенью двух (8= 2э; 16=2е).
Этим объясияетсн простота преобразования чисел между этими системамн и двоичной системой счисления. Лля перевода чисел из восьмеричной системы счисления в двоичную достаточ- но каждую цифру восьмеричного числа заменить соответствующим 3-разрядным двоичным числом, Например, 73524« '. 1!1011!О! 010!ООх. 7 3 5 2 4 Перевод в двоичную систему счисления шестнадцатеричных чисел достигает. ся заменой цифр шестнадцатеричного представления 4.разридными двоичными числами. Например, АЗВ С9хе = 10100011101! 1100100!к А 3 В С 9 ?65,93ы О Ш 01100101 100100 ! ! х-хи 7 6 5 9 3 Запоминание цифр 0 и ! двоична-кодированного десятичного числа может осуществляться с помощью указанных выше элементов с двумя устойчивыми состояниями.
Следует заметить. что несмотрн на внешнее сходство двоична-кодированного десятичного числа (содержащего в разрядах лишь цифры 0 и 1) с двоичным числом, оно ие является двоичным. В этом легко убедиться. Например, если целую часть приведенной выше записи в правой части равенства рассматривать как двоичное число, то оно при переводе в десятичную систему счисления означало бы 1893,е, что не совпадает с целой частью исходного числа 765.
Рассмотренный способ двоичного представлении (кодирования) десятичных цифр использует так называемый код 8421(название кода составлено из весовых коэффициентов разрядов в двоичной системе счисления). При сбратном переводе чисел из двоичной системы в восьмеричную нли шестнадцатеричную систему счисления необходимо разр еды двоичного числа, отсчитывая их от запятой влево н вправо. разбить на группы по три разряда (в случае перевода в восьмеричную систему) или на группы по четыре разрнда !в случае перевода в шестнадцатеричную систему счисления). Неполные нрайине группы дополннютсн до полных нулями. Затем каждая двоичная группа представляется цифрой той системы счисления, в которую переводится число.
Например. 001111, 1010!Он 17,52„; 7 5 2 01011!00, 10! !О! !О, 5С,Вб,н. 5 С В 6 Большую сложность представляет перевод чисел между десятичной н двоич. нод снстемамн счисления. Метод, используемый для такого перевода, зависит от того, в какой системе счисления представлены числа, над которымн проводятся необходимые длн перевода чисел арифметические оцерацни. Если перевод производится человеком, то, очевидно, операции будут выполняться над числами в десятичной системе счисления; если же перевод осуществляется цифровым устробством, арифметические операции удобнее выполнять над числами в двоичной системе счисления. Рассмотрим эти два случая. Перевод чисел с выполнением операций над дес я т н ч н ы и н ч н с л а м и.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
