Программирование микропроцессорных систем
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам
по дисциплине
Программирование микропроцессорных систем
Содержание
Введение. Микропроцессор
1. Лабораторная № 1
.1 Устройство и работа D-триггера
.2 Параллельный регистр
1.3 Параллельный регистр с расширенными возможностями
1.4 Работа делителя частоты
1.5 Счетчики прямого счета
1.6 Счетчики с обратным отсчетом
1.7 Делители с переменным коэффициентом деления
1.8 Таймеры
1.9 Дешифраторы
2. Лабораторная № 2
.1 Общие положения
.2 Простейшая программа
.3 Принципиальная электрическая схема
.4 Алгоритм
.5 Программа на Ассемблере
2.6 Директивы
2.7 Операторы
2.8 Описание программы
3. Лабораторная №3
3.1 Переключающийся светодиод
3.2 Принципиальная схема
3.3 Алгоритм
4. Лабораторная № 4
4.1 Бегущие огни
4.2 Схема
4.3 Алгоритм
5. Лабораторная № 5
5.1 Использование таймера
5.2 Схема
5.3 Алгоритм
5.4 Использование прерываний по таймеру
5.5 Схема
6. Лабораторная № 6
6.1 Формирование звука
6.2 Схема
6.3 Алгоритм
7. Лабораторная №7
7.1 Программная среда AVR Studio
7.2 Программный отладчик
Введение. Микропроцессор
В современной электронике микропроцессором называют специальную микросхему, которая предназначена для выполнения некоторого набора сложных функций по управлению тем либо иным электронным устройством. Микропроцессор - это сердце любого компьютера. Но не только. Те же технологии, которые применяются в компьютерах, с успехом применяются и в более простых электронных устройствах.
Микропроцессор незаметно завоевал весь мир. В последнее время на помощь человеку пришла целая армия электронных помощников. Мы привыкли к ним и часто даже не подозреваем, что во многих таких устройствах работает микропроцессор. Микропроцессорные технологии очень эффективны. Одно и то же устройство, которое раньше собиралось на традиционных элементах (схемы с жесткой логикой), будучи собрано с применением микропроцессора становится проще, не требует регулировки и меньше по размерам. Кроме того, с применением микропроцессоров появляются практически безграничные возможности по добавлению новых потребительских функций и возможностей.
Где же применяются микропроцессоры? Да просто везде! Посмотрите вокруг себя. У вас в квартире стоит современный телевизор? Не сомневайтесь: в нем есть, как минимум, один процессор. У вас есть на руке электронные часы? Современные часы строятся на основе специализированного микропроцессора. Ну, а мобильные телефоны - это вообще миниатюрные компьютеры!
Возможно, у вас есть игровая приставка, карманная электронная игра, современная микроволновая печь, стиральная машина, проигрыватель лазерных дисков, калькулятор. Во всех этих устройствах работает микропроцессор. Современный автомобиль нашпигован микропроцессорами, как фаршированная рыба. Не говоря уже о самолетах, пароходах, поездах и т. п. В общем, всего не перечесть.
Микропроцессор насчитывает достаточно долгую историю. До того, как изобрели микропроцессор (то есть процессор на одной микросхеме), существовали целые процессорные блоки в больших компьютерах. Теперь же интеграция пошла до фантастических пределов. Одна микросхема содержит не только сам процессор, но и сопутствующие ему элементы. Целый компьютер в одной микросхеме. Такая микросхема называется микроконтроллером.
Что же это за сопутствующие элементы? Это очень важные составные части микропроцессорной системы. Без них не может обходиться ни один микропроцессор. Итак, мы подходим к первому важному вопросу - составу типовой микропроцессорной системы. Любая микропроцессорная система (рис. 1) состоит из следующих основных элементов: процессор, модуль памяти, порты ввода-вывода. Рассмотрим каждую из этих составляющих подробнее.
Память. Это специальное электронное устройство, которое представляет собой набор ячеек, в каждой из которых может храниться одно число. Причем это не совсем то число, с которым мы с вами привыкли иметь дело. Это упрощенное компьютерное число. Обычно каждая ячейка памяти может хранить число, принимающее значения от нуля до 255.
Порты ввода-вывода. Это специальные микросхемы, при помощи которых микропроцессорная система может общаться с внешним миром. Причем можно говорить отдельно о портах ввода и портах вывода. Через порты ввода компьютерная система получает информацию извне, а посредством портов вывода она выдает результаты своей работы и управляет внешними устройствами. Только благодаря этим самым портам ввода-вывода к компьютеру подключаются такие устройства, как клавиатура, мышь, дисководы, CD-ROM и т. д.
Те читатели, которые знакомы с компьютерами, возможно, слышали термины параллельный порт (LPT) и последовательный порт (СОМ). Так вот в данном случае речь идет совсем о другом понятии. Это просто схожие термины. Параллельный, и тем более, последовательный порты компьютера - это целые, достаточно сложные схемы, которые, в свою очередь, управляются как раз таки при помощи портов ввода-вывода. Не нужно также думать, что клавиатура и мышь используют только порты ввода, а дисплей - порт вывода.
Для управления большинством устройств компьютера используются как порты ввода, так и порты вывода микропроцессорной системы. Возможно, вас удивляет, что я называю вн