Mikroprocesszorok és illesztőegységek

A mikroprocesszorok sokcélú tervezői alapelemek, emiatt alkalmazásuk minden képzeletet túlszárnyalóan kiterjed. Annak érdekében, hogy megragadhassuk valamint teljesítőképességükből, meg kell értenünk ezen elemek hardver- és szoftvervonatkozásait egyaránt. A mikroprocesszorok, eltérően a számítástechnika összes többi területétől, alacsony áruk miatt mindenki számára hozzáférhetőek. Sajnálatos módon azonban csupán kevesen ismerik fel a szoftverfejlesztésre fordítandó rejtett költségeket. Hasonlóan a nagyobb számítógépekben alkalmazásfüggő, valamint az egyáltalán nem dokumentált kódok tömege. A mikroprocesszor- és szoftverarchitektúrák új generációi csökkentik a hibás kód írásának lehetőségét. Bízom abba, hogy a könyv elolvasása után mindenkinek tisztább elképzelései lesznek a modern programozási módszerekről, és ezek következetes alkalmazása minimumra csökkenti a frusztrációt, az elkötelezett hibákat és az olyan programok előállítását, amelyeket igen költséges karbantartani. A könyvet azoknak a technikusoknak, mérnököknek, vagy programozóknak szántam, akik a mikroprocesszorokat tervezniük vagy alkalmazniuk kell a jelfeldolgozás, ill. szabályozás nagyszámú alkalmazása területén... TARTALOM Előszó 11 Bevezetés a mikroprocesszorok világába 15 Hol találkozhatunk mikroprocesszorokkal? 15 Folyamatirányítás 15 Műszerelőlapok, kezelőszervek 16 Adatgyűjtés 16 Jelfeldolgozók 17 Tudományos kutatás 18 Energiakezelés 19 Mi is tehát a mikroprocesszor? 19 Mikroszámítógép-rendszerek 21 Hogyan alakul ki egy mikroszámítógép-rendszer konfigurációja? 22 A cimbusz dekódolása 23 Buszleválasztás 25 Illesztés a valós világgal 27 Analóg illesztőegységek 28 Soros illesztőegységek 30 Programozható perifériák 32 Illesztőegységek 33 Szabványos illesztőegységek 33 Szoftver a hardverrel szemben: merre menjünk? 35 Mikroprocesszorok programozása 35 Adatmanipuláció 35 Adatmozgatás 35 Programmanipuláció 38 Programállapot-manipuláció 39 Címzési módok 40 Modern programozási fogások mikroprocesszoros alkalmazás esetén 41 Pozíciófüggetlenség 41 A strukturált programozás módszertana 41 Melyek a kereskedelemben kapható szoftver erőforrások? 44 Miért használjunk assembler nyelvet? 45 Összefoglalás 46 Gyakorlatok 47 Irodalom 48 A 6809-es architektúrája és jelkarakterisztikája 51 Bevezetés 51 A 6809-es tömbvázlata 51 Melyek a nagyteljesítményű 6809-es fontosabb tulajdonságai? 52 A 6809-es minimálrendszere 52 Programozási modell 53 A veremtár 55 Feltételkód-regiszter 57 A 6809-es hatékony programozási eszközei 58 Helyes programozási elvek 58 Veremtárműveletek 58 Pozíciófüggetlenség 60 A 6809 jeleinek karakterisztikái 60 A cimbusz 61 Az adatbusz viselkedése 64 A vezérlőjelek viselkedése 64 6809-es önáramkörök 66 Általános időzítési szabályok 67 Adatbuszszabályok 67 Címbuszszabályok 67 Összefoglalás 67 Gyakorlatok 69 Irodalom 69 A mikroprocesszor időzítési specifikációi 71 Bevezetés 71 A 68109-es dinamikus jellemzői 71 Az MPU időzítésének illesztésének a perifériákhoz 71 A háromállapotú busz 72 Az aktív állapaot 75 A nagyimpedanciájú állapot 75 A ROM illesztése az MPU-hoz 75 A RAM illesztése az MPU_hoz 80 Jelterjedési késleltetés 84 Összefoglalás 84 Gyakorlatok 85 Irodalom 86 A 6809 utasításkészlete 87 Bevezetés 87 Címzési módok 102 Regisztercímzés 103 Belső címzés 103 Közvetlen címzés 103 Kibővített címzés 103 Nagyobb teljesítményű címzési módok 103 Indexelt címzés 104 Relatív címzés 105 Programszámláló relatív indirekt címzése 106 Relatív címek előállítása az assemblerben 107 Hogyan működnek az utasítások? 108 Adatmozgató utasítások 109 Adatmanipulációs utasítások 113 Programmanipulációs utasítások 118 Programállapot-manipuláció 122 Kódkompatibilitás a 6800-assal 127 A hardver hatása a szoftverre 127 Feltételkód-regiszter 127 Szoftverinkompatibilitások a 6800/6801/6802-essel 127 Ekvivalens utasításszekvenciák 129 A 6809-es assemblere 130 Assemblerfeldolgozás 130 Forráskódú mondatok formátuma 131 Áthelyezés 134 Assemblerdirektivák 135 Assembler-hibaüzenetek 136 A 6809 rezidens szerkesztője 137 Szerkesztőparancsok 138 Összefoglalás 141 Gyakorlatok 142 Irodalom 144 Modern programozási módszerek 145 Bevezetés 145 A jól használható kód 145 Helyes működés 146 A ráfordítás-sebesség függvénye 146 Dokumentáció 147 Modularitás és karbantartás 148 A modern strukturált programozás lényege 149 A 6809 moduláris tulajdonságai 149 6809 veremtárműveletek 150 Szubrutincsatolás 152 Szoftververemtárak 155 A kódolás célszerűbb módja 158 Pozíciófüggetlen kódolás 158 Reentráns programok 160 Rekurzív programok 162 Néhány hasznos program bemutatása 162 Összefoglalás 172 Gyakorlatok 173 Irodalom 174 A mikroprocesszor illesztőegységei 179 Alapvető be- és kimenetek 179 Egy alapvető kimenet 179 Alapvető tárnbemenet 180 Párhuzamos illesztőegységek 182 A 6821-es illesztőegység 182 Analóg átalakítás 187 Puffertár 192 Soros illesztőegységek 196 Aszinkron kommunikációs illesztőadapter 197 Szabványos illesztőegységek 200 Szabványtípusok 201 Néhány meggondolás 201 Az IEEE 488 szabvány 201 A 68488 általános célú illesztőadapter 205 Az RS-232 szabványos illesztőegység 210 Billentyűzetillesztő 210 Egymástól függetlenül bekötött kapcsolók 212 Mátrixszervezésű billentyűzetek 217 Összefoglalás Gyakorlatok 223 Irodalom 225 A bemenet/kimenet programozása 227 Bevezetés 227 Független 227 Tártérképes 227 I/O programozási osztályok 229 Megszakításmeghajtott rendszerek 232 A dilemma 234 Megszakításcsatolás 235 Megszakításprioritás 237 Programmegszakítás-vezérlő 239 Maszkolás 240 A 6809 megszakításai 241 Nemmaszkolható megszakítások 241 Gyorsmegszakítások 242 Normál megszakítások 242 Választásos megszakítások 243 Valós idejű óra 245 Valós idejű programozás 247 Szoftver eredetű időlejárás 247 Szoftverszinkronizáció 248 Közvetlen tárelérés 249 DMA vezérlők 250 A DMA velejárói 251 6844 vezérlő 252 Összefoglalás 254 Gyakorlatok 254 Irodalom 255 Adatgyűjtés 257 A rendszer 257 Jeltípusok 258 Átalakítók 258 A jelek átalakítása 259 Sztatikus számítások 260 Linearizálás 260 Származtatott mennyiségek 265 Minimálérték kiválasztása 265 Előfeszítés 270 Dinamikus jelkondicionálás 270 Fáziselmaradás 270 Digitális az analóggal szemben 271 Átviteli késleltetés 271 Elsőrendű válasz 272 A hőmérséklet elsőrendű egyenlete 273 Kettősség a természetben 273 Mintavételi gyakoriság 274 Hasonlóság 275 Adatgyűjtés 275 Kvantálás 276 Apertőraidő 277 Digitális kód 279 Népszerű kódok 279 A jelkondicionálás alapvető tervezési lépései 281 Alacsony költségű ADC technika 281 Összefoglalás 284 Gyakorlatok 284 Irodalom 285 A folyamatszabályozás digitális algoritmusai 287 Bevezetés 287 Elsőrendű tag 288 Digitális szabályozóalgoritmusok 289 A digitális szabályozóalgoritmusok származtatása 290 PID algoritmus mikroprocesszorok számára 293 Jobb algoritmusok 296 Holtidő-kompenzáló algoritmusok 298 Bemeneti/kimeneti modulok mikroprocesszor bázisú szabályozók számára 303 Összefoglalás 308 Gyakorlatok 309 Irodalom 310 Függelék 312 Általános terhelési megfontolások 313 Ökölszabály a TTL alkalmazásakor 313 Ökölszabály a CMOS alkalmazásakor 314 6809 termékspecifikációk 317 6821 specifikációk: belső vezérlések 320 Indítás 320 Adatirányító regiszterek 321 Vezérlőregiszterek 321 Adatirányító hozzáférést vezérlő bit 321 Megszakítási flagbitek 321 Az MC6850: egy aszinkron kommunikációs illesztőadapter 325 Tápbekapcsolás 325 Vezérlőregiszter 327 Állapotregiszter 329 Speciális illesztési megoldások 330 MC828: egy prioritásmegszakítás-vezérlő 330 Általános leírás 331 Maszkelőállítás 331 Megszakítási szekvencia 333 Az MC6840 programozható időzítőmodul, PTM 335 Általános leírás 335 Flagek 338 Indítás 338 Működés 339 Üzemmódok 339 Folyamatos üzemmód 339 Időintervallum üzemmódok 340 Használhatóság 342 Az MC 6845 elektronsugárcső-vezérlő elem 345 Csatlakozókiosztás 345 A regiszterfájl leírása 348 Az MC 6848: ROM I/O időzítő-áramkör 350 Általános leírás 350 Maszkolt programozott tár 351 Időzítő 352 Kaszkád mono üzemmód 355 Párhuzamos perifériaporta 355 Adatirányító regiszter 355 Periféria-adatregiszter 355 Periféria-vezérlőregiszter 355 Kompozit állapotregiszter 357 Az MC 6860 digitális modem 358 Válasz üzemmód 359 Kezdeményező üzemmód 359 Szétkapcsoláskezdeményezés 361 Automatikus szétkapcsolás 361 Hexadecimális - oktális átalakítási táblázat 362 A szabványos ASCII kód 365 Egypaneles mikroszámítógép 366 A javasolt S-100 buszspecifikációk 368 A Pro Log STD buszspecifikációja 374 Tárgymutató 375