2.2. Организация работы мп-системы
В ходе работы МП-системы МП выдает на шину адреса адрес ячейки памяти (ОЗУ или ПЗУ), в которой хранится очередная команда. По шине управления туда поступают сигналы, обеспечивающие чтение содержимого, указываемой шиной адреса, ячейки памяти. Запрошенная команда выдается на шину данных, откуда она принимается в МП. Здесь команда расшифровывается. Если данные, действия над которыми предусматривает команда, находятся в регистрах МП, то он приступает к выполнению указанной в команде операции. Если же при расшифровке команды выясняется, что участвующие в операции данные находятся в памяти, то МП выставляет адрес ячейки на шину адреса, хранящего эти данные, и после их выдачи из памяти принимает их через шину данных, затем выполняется операция над данными. После завершения выполнения текущей команды на шину адреса выдается адрес следующей команды, и описанный выше процесс повторяется.
В
процессе работы МП-системы результаты
по мере необходимости могут выдаваться
на ПУ (для управления объектами,
отображения на экране дисплея и т.д.)
либо вводиться с ПУ (например, с датчиков
после некоторых
Рис. 3. Пример структурной схемы простейшей микропроцессорной схемы.
преобразований, с клавиатуры и т.д.). Такой обмен данными может осуществляться следующим образом.
ПУ подключается к шине данных через контроллер обмена (устройства сопряжения), управляющий процессом обмена данными. В качестве такого контроллера может быть, например, БИС КР580ВВ55, выполняющий функции программируемого параллельного интерфейса ввода или Вывода. До начала непосредственного обмена данными с ПУ микропроцессор через шину данных должен выдать в контроллер информацию о режимах, используемых при передаче, направлениях передачи данных (от МП к ПУ, либо от ПУ к МП), используемых в дальнейшем при обмене данными с каждым из подключенных к контроллеру ПУ. Описанный обмен предполагает, что моменты обмена данными известны заранее уже на этапе программирования, и в программе предусматриваются в определенных местах соответствующие команды, обеспечивающие обмен.
Другой способ обмена данными между МП и ПУ заключается в том, что моменты обмена заранее не известны. В этих случаях ПУ, подавая в МП определенные сигналы, переводят его в состояние так называемого прерывания. В этом состоянии МП-система прекращает выполнение основной программы и переходит к исполнению команд другой, хранящейся в ОЗУ или ПЗУ, программы (прерывающей программы), обеспечивающей необходимый обмен данными с ПУ. После выполнения такой прерывающей программы МП-система возвращается к основной программе. Описанные способы обеспечивают низкую скорость обмена информацией между МП и ПУ и применять их целесообразно при обмене данными с низкоскоростными ПУ. При работе с высокоскоростными ПУ (например, запоминающими устройствами на дисках и др.) используется так называемый режим прямого доступа к памяти (ПДП). В этом режиме МП отключается от шин адреса и данных, предоставляя их в распоряжение ПУ для непосредственного обмена данными с памятью без участия МП. Обмен при этом организуется специальным контроллером ПДП.
В режиме ПДП ПУ обменивается с памятью МП-системы не одиночными данными, а большими блоками данных. В контроллер ПДП предварительно помещается информация, необходимая для управления обменом (адрес ячейки памяти, куда помещается или откуда считывается первая команда программы и др.). После окончания передачи слова между памятью и ПУ через шину данных контроллер ПДП увеличивает на единицу значение адреса, выдаваемого на шину адреса. После завершения передачи заданного количества слов контроллер ПДП прекращает обмен, информируя об этом МП.