Микропроцессоры (Глава 14 книги "Роботы и автоматизация производства"), страница 8

Рис. 14.4

Логическая схема И, используемая для управления передачей данных на общую шину

Передача данных. к периферийным устройствам и от них (ввод/вывод) осуществляется словами. Одновременно передается объем информации в одно слово. Обмен данными с внешними устройствами представляет собой проблему, отличную от передачи данных в пределах устройства, поскольку внешние устройства не синхронизированы с импульсным генератором микропроцессорного устройства. Для ввода-вывода данных словами используется параллельная и последовательная передача. Наиболее просто осуществляется параллельный ввод-вывод данных, поскольку при этом способе для передачи каждого разряда слова используется отдельный проводник. Следовательно, в ЭВМ с восьмиразрядными словами для передачи каждого слова двоичными разрядами необходимы восемь контактных выводов. Наоборот, при последовательном вводе-выводе данных для передачи одного слова требуется лишь один проводник. При последовательном вводе-выводе данных отдельные двоичные разряды передаются последовательно с заданной частотой, что обеспечивает формирование целого слова. Различие между последовательным и параллельным вводом-выводом данных показано на рис. 14.5 для стандартного восьмиразрядного (в один байт) слова.

Рис. 14.5

Параллельный и последовательный ввод-вывод данных:

1 — параллельный ввод; 2 — последовательный вывод; 3 — последовательный ввод;

4 — параллельный вывод

Имеется полная возможность размещения всех функций ЭВМ, выполняемых описанными выше узлами — центральным процессором, памятью и устройствами ввода-вывода данных, на одном кристалле ИС. Такие ИС играют огромную роль для роботов и при автоматизации производства благодаря большим потенциальным возможностям, малым габаритам и особенно вследствие низкой стоимости.

Инженер по автоматизации, знакомый с принципами работы и программирования таких микросхем, обладает широким кругозором в области автоматизации на современном этапе, представляя ее потенциальные возможности, причем более широко, чем инженер, только использующий руководства по эксплуатации промышленных роботов и автоматизированного оборудования. Рассмотрим принципы программирования таких микропроцессоров.

14.5. ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Программирование микропроцессоров, предназначенных для управления промышленными роботами или другим автоматизированным производственным оборудованием, выполняется на языке низкого уровня. Данные и команды, используемые в микропроцессоре, представляются в двоичном коде, что создает определенные трудности при программировании даже для наиболее подготовленных программистов. Применение систем счисления более высокого порядка, как, например, восьмеричной, десятичной или шестнадцатеричной, упрощает процесс программирования. Однако, когда мы говорим «упрощает», то не имеем в виду упрощение, которое обеспечивается применением языков высокого уровня, таких как Бейсик или Фортран. Система (десятичного) счисления с основанием 10 является наиболее известной, и безусловно эта система практически была бы наиболее универсальной системой, если бы число 10 было образовано возведением в целую степень числа 2. В гл. 10 было рассмотрено преобразование из двоичной в десятичную систему счисления. При таком преобразовании учитывается, что число 10 не может быть получено возведением числа 2 в некоторую степень, соответствующую целому числу. Восьмеричная система с основанием 8 является достаточно удобной, поскольку выполняется равенство 2³ = 8. Кроме того, восьмеричная система широко применялась в больших ЭВМ, особенно в 70-х гг. Однако язык программирования микропроцессоров базируется на шестнадцатеричной системе счисления. Важная роль, которую играет число 16 при использовании микропроцессоров и в программировании некоторых промышленных роботов, Обусловливает необходимость получения некоторого представления о шестнадцатеричной системе счисления инженерам по робототехнике и автоматизации производства.

14.1. Символы шестнадцатеричной системы счисления