;;., ,.

'rit :':,y,rat

'4ra't liir9

'{1:+i

liiri.qi.l;i:in:L- .Llr

c

CUYtrilII'. INAJNTE

- Di;1 .persfe ct-iva ttnei ticzt'oltdri istorice ciciicc n fetLanr,enrloi. glii,nytjict-tehti'ice-.ind.ltsiriale.,'ferioaila actwa!'ci s'itu,ati. in al doiira ciclu ar cortsptmdtreuolujiei iy,dttstvi,ale (n doua)bs:eid, pe iri,form,aticd s.i micyaelectrondcii;prina yetol,ulie i,r,clttsiyield, sitttqtd irt, fritntLl cicJu, se baza pe ntctp,inisnto.i ci.ru,i prirn re,prezerttant a fost mas'ina de abtty. ,4pare astfei ca perti-t.rtttiii co.mparalia

-lutre imPactui prot{tLs de intyoducirea tniiroprocisoyw-hti - ci"rctrilwl, LSI reprezentat,ia al wicraelectronici,i -;i cel Veterm,in,at,de in'trorlucerea iu'uc'tti'iei lu,i TTatt. {inia a'palrc, tlin acest aI d.oilea ciclLt,nr cott,stittLi o mou,d ret:olu,lie teltnologicd (a doua) bqzatd pe biologie sibioclin'tie itt, care nticroeleclranica s-qr ,piirea. cd ;i-a clrun{a!1e,ja conlinu't-tatea frin.eL:menlul ctr, datnunirea en,igntutici - biocip. AJ:arilitt ruici,oproct:sai"itlti nu a fost altcetict decil c i,;n.plententare

Jireascd,..fdrri pregdtiri sfeciale, in teitnolcgia ciruritelav itttegrate, a yne,istru,ciwyi conce.pwte de tfn,intl,_,inginer XI. E. Hoff. Awttnlal la sfi.rsitot!,Iu,i '7'l , ca ,,conrptLter-on-a-chip" , rtt,icroprocesoitil nrt a trezit " atin{ieLlsoaiecE cn J'u,r,cJiorta.Jitate nit se tit,scria itrict itt ttntil din, Llomeniile'cltcircu,'ite, tie sistetne satt de programare. Dciv, Joarte cu,;.i.tr.d, s-a'i,nitles cti.

fotenli,ahi, .riLicro'|t,ocesovulwi ernand tocmci di,tt lonclionayea celoy {t'e.idowen'i'i; d'in' acel *tawte nd exfans'iunea lu,i a.fost sigt,trd si, de rrare ant:ergttri+realizincl salt'i,Ll caiitatiu de Ja electronica cabl,atii la cea./;rograutatd. iupip_rintul tal,.ctt ttuanld de mcdd, astdz,i, l.a a.froape nn, ticceiiu, gi jutndtatedela aparilie , constitotie i,tnpreund ut circuiiil. dV weltayie baza' iet:tyonici,ifrograntate, iar im,pleweu,td.riie tle sisfunte pe bazd de rricro,t'rocesor aot,'intrat,i,n vood'ttl obi,gnuit. l,['icroprocesoareie ;i wicrocalculatoarele actttale cttstrotctur'i ce conl'itt. sute cie wii de trail,zistoat'e.'pe o asci,tie d,e si/iciw athrcsub d,egelele noastre o enorrnd putere de procesare a ix,{orutnliei, d,{ay aceastq ,in tim'p, c-tr, siguranld 6gi aa pwne owfrenta si asui>ra modwrrti nostnt dea gindi, de a opera gi, de a acliana.

Cartea aceasta, dtt,pd cwm exprtlnd. gi iitlut, a fost scris,i penlru aserui ca mateyial,, de .tncepod, in abordayea *t,icrofrocesoayeloi, pentru,cei care {tosedd un n'iuet, elewentar-medior, al naliunilor minitne di bszd

d'in, electrc.nica digitald (pasionafr, tJe electronicd, rnuncitori gi teh.pi,cienielect;ron'i;ti, elea.i ai liceeloriu,dwstriale, stuclenli ;i ingur,eri di speciatitateneelectron'icd,_in'forntat'icieni,) gi cale uar sd fac'd. i,n-,pregdtirea- lor saltwlcal'itatia Ia electrattica progrotnatd. Id,eea caie a stat'labaza structu,rdriisi tratdvi,'i rttaterialwi,tti acestei cdrii a,fost o expunere utr,iform grad.atd,i.ttceptnti-cw no!,itm'ile cele mai s,irttfle, in,soltitii ci+ a pernoaientd it;ernpl,i-f icye, ch,iar abwndentd.. Prin aceasti. expu,nere grariaiii, intr-o tratart ginr-rald a problernelor d,e pri,rtcipiu,, regdsibi,le la nttrjot,itatea tipurilor d,e tiicro-procesoare. d'in-genaral'ia a tior.ta tnspre a treia,'se a,jeu+ge1a. sftrsitut cd.rlii,ftnd la ni,ael,wl, d.e anal,izd;i s,irotezd-al, s,istentcior pe'bazti de microprocesor,de co.m'plexi'tate rezou'abild pentru tut itrcepiitor, aiit pe,partea de liarduare,ctt gi pe partea de softuari. Ajtuts Io ttce-sl ;t,iucl, ce'! circ a abordat dom*niul micropvocesoarelor aa constata cti al>ar alte ,problente abordabila nr,wltntai toumeroase, mai com,plexe, dar s,i rna'i- pa.s,ionairte. Perutru acest d.otn,en,iual' m'icr-oprocesoarelor, rel.atiu t.tou,, tertninolagi,a romiinea,scd este incd.necornplet fixatd., d,e aceect unii termeu,i si.nt- su,sceptittiti la sc/1,in1,bdri.

Ty1 sa muftutnesc deosebit touardsu,hd dr. in,g. Ttasile Baltac fentrtts.ugestii,le. .compitente hr structr,,rat/e& iltalLrscristt"lw,i ;i pentrtt sltr;itnu,l,i1r,_qpyi,tia acestei cdrli. n[ullntni.yi touaydgei iltg. Eugenia C]iia de laIT-C.Br.a;oa, pentru ajutoru,l dat 6n faza de prefarare final,d a matir.tscri,-sului. Aceastd carte a putut ajunge Ia ci,titori priu, iiteresu,l ,prerentat gisPrijimul, acordat d,e cd.tre touard;wl, redactoy pel i.ng. Vasile Trdcanr, dinPlyrte.a conducerii Editrtyii, $tiinli,fice ;i Ertcicl,opedice ;i touard;ei ing.Florica Plofeanu fentru caye tmi exprint. .profindd rearno;tirtlii

1.1.1.2.1.3.t.1.

1.5.

CUPRINS

CAPITOLUL I. SUPORTUL.BINAR IL ELECTRONICII ){U}IERICE .....,. 1I

Nofiuni de algebri blnatri .

Parametrii porfilor logict. Magistrale . . .

Sisteme de numerafieCoduri.1.4. l. Coduri numericel.{.2. Coduri alfanumericeNofiuui de aritmeticd binartr .

Probleme

stare (ASM) 105

1l!.9252930391\,48

Brago.r, februarie 1985 ,4TiT'ORL'L

J. CAPITOLUL 2. CIRCUITE LOGICE CO}IBINATION.{.LE , 19

2. l. Circuite multiplexoare 51.

2.2.Circuitedemultipleroare.... 552.3. Circuite de memorie 58

2.3. 1, Memorii ROM 582.3.2. Memorii RAIII 602.3.3. Tipuri de memorii semiconductoare . . . . 662.3.4. Adresarea memoriei intr-un sistem . 78

2.'1. Matricea logici programabil;i, PLA 73Problevne 77

Jh CAPITOLUL 3, CIRCUITE LOGICE SEC\:ENTIALE . .,. 78

3.1. Circuite basculante bistabile3.1.1. Circuitul basculant bistabil de tipul RS ...3. 1.2. Circuite basculante bistabile de tipul JK, D, T .....

3.2. Registre3.2,1. Procesarea gi transferul informafiei cu ajutorul registrelor

porturi3.2.2. Utili,zarea registrelor ca3.3. Numirdtoare ......3.a. Magirri cu algoritm de

c-\prToLUL 4. STRUCTURA SI FUNCTIONARE,\ LiNUMICROPROCESOR 110

8-t868992939799

4.1, Elementele structurale ale unui microprocesor4.2. Funcfionarea unui microprocesor4.3. Elemente complementare il structura unui rnicroprocesor .

'{.4. Unitatea de control rnicroprogramati . . .

4.4. 1. Aplicafii a1e microprogram5rii

tt2tt'7125130r38

I

cAPrfoLUL 5. pRoGRAM-\IiE-,\ iN LrMR-A.J DE ASAIIBL-{RE A Mrcno-PROCESOARELOR,

5_.1. Structura si funcfionarea microprocesorului INTEL g0g0 ...-r.2. Structura unui microsistem pe bazd. de microprocesor ...... ^

5:2.1. Selectarea perifericeloi intr-un sistem pe bazi, de E0g0

t42ta:

1-56

5.3. Programarea micioprocesorului g0g0 .....-.:...5.3. 1. Programarea il l:imbaj de asamblare5.3.2. l\ioduri dr adresar.c

15816:l169184189191200

236

5.4.

328

331336117

.)a /157,tDZ

364

5.4.5. cruput i'struciiuniror de cont.or, ,r^ i,rt.,r-t],.i,,' ;, i. r,,.,,, ,1 , ,tiroJ.',r.o. I rogramatea eu macroinstlrrc!ir,rri5.4.7. Programarea cu submtine

CAPITOLUL 6. LUCRUL CU IIE}TIFHITICELE i..irN-UrV SISTEXI P!] ]].\ZADE N{ICROPROCESOR

Probleme

CAPITOLUL 7. EL.\BCRAItEA SIS'IE}TIILOR P]i I}AZA DD XI1CiioI]ITO-CESOR

-Seju.t a3 instructiuni la pp 8080

).{. l. Grupul instr.uctirrnilor de trarrsfc:.J.'t.2. t,rupul insl rucliunilor aritmrticeJ.a.r. Grupul instrucfrunilor logice .5.4.4. Grupul insiructiunilor de selt

Scrierea programului de aplicatiefntegrarea prirfii de softll.are cu cea de hartlrvare7.2. l. Analizcrul logic

CO}NTE[.{TS

CHAFTE,R 1. B]N,4IIY STIPFOTIT OT] DXG],]'AI- ]'I-ECTITONICS ...,.

24725826527 1

L/-)

275278278281285286

nt

1.1

19252q30394l{8

49

5155585860667073'77

78

8{S6899Z939799

105

110

291297i033063093093173t93221)1

1

2.3"

Some topics of Bocleau algebraI-ogic circuits paramret€rs. Buses!.-1. Interfete nestandard

6.2. In-terfefe standard6.2.1. Circuite de interiafi, cu transfer paralel .

6.2.2. Circuite de interfafd cu transIer."ii" . .6.3. Metcde de control ale operafiilor de intrare/iegire ................... ..

6.3. l. Transferul intrare/iegire programat '. . . . . . .

6.3.2. Transferul intrare/iegire prin intermed.iul intreruperilor ....... .....6.3.2.1. Sisteme pentru iitreruperi mirtrigte ... :..................6.3.3. Accesul direct la rnemorie, . . . ,. . .

6.4. Microcalculatoare. Microprocesoare analogice6.5. Perifericele cu intrare/iesire prin ,roo" l.

6.5.1. Sinteza vorbirii6.5.2. Conversia text-voce6.5.3. lRecunoagterea'uoriririi

6.6. Periferice c.r "irao sensibil prin atingcre' .:...:.....:................::

Nurnbel slrstcmsCodes1.4. l. Al{a-;:ulrl.rric .odes[.4.2. Numeric codes ,

Binary additicn and substractic'nProbleittc s

CHAPTER 2. CON4BINATIO]']-{L LOGIC CIRC]UITS

2. 1. Multiplexer circuits2.2. Demultiplexer circuiis2.3. J\lemory circiiits.

2. J. L F ei.d-orrlt ilrcilrL rJ1,.li.2. Ra,ndom ilcce.qs read-write memories . . . . .

7.2

7.2.2. Sistemul de dezvoltare7.2.3. Emulatoml7.2.4, Analizorul de sernniturl

7.3. Tendinte

E. INZ-XETmplementarea subrutinelor pentru tratarea intreruperilorSimularea {unc}ionbrii circuitalor conrbina}ionaleSimularea Iunclionirii circuitelor secventialeComanda programatb a motorului pas cu pas ............Conectarea 1a sistem a unei tastaturi gi a unui display liniar

Pr abl cnt t s

I:}IAPTER .1. SE(')U.{NTIAL I-OGIC CIRCUIT'S

Ilip-{lopsD, T fiip-{tops

i.2.

2.3.3. I-ypes oi seuiii:onductor2.3,4. Tehniques {cr ruemorr- a

2.4. Frograsmable trogic arral's

nlerlorlescldless decoding ... ..

for proressile ancl tra"ns"lerring oi the informationpclts

Flip-fiopsl, 1. 1. RS3.1.2. Ji{,Registers3.2. 1. Rr:gisir rs3.2.2. ilegister

lt

A3.44.A5

I

J/a

371378100

405412

422

1.3. Corinters3.4. Algorithrnic State h'nachines

CHAITTT1R 4, }"JiCFiITECTURE AND OPERATION OF A MICROPRCCESSOR4.1. Easic circuits of a micropracessor . ln4.2. Operaticn of a rnicroprocessor 1174.3. Complementarv circuits of a microprilcessor 1254.4. &Iicroprogram control unit ... 130

4.4.1. Microprogramnring aFplications 1j8

BIBLIOGRAFIE

CHAPTER 5. ASSAN,IBI-EIi PROGii,\}I}{II\G OF,\ MICiioIJXTIJCE'SS()i?

5. [, Architecture and funciional description of microprocesscr 80E0

5.2. Architecture of a micrcprocessor-based-system5.2.1. Peripheral address decoding {or a 80E0 rnicroprocessor-based-';i'slini

5.3. Assembl-v language5.3. 1. Addressing nrcdes

5.4. 8030 Instruction set5.4.1. Data no'/emerlt instntctiotls grouP .

i.-1.2. ^\rithmetic instnictions grL'up.5.4.3. Logic iitslr'uctions groui) .

j.4.-{. Brur:cir. instructiorts gr.rlrp .

5.'1.i. Stacli, I:'O, ard macilile colttiol il-structiols 3roLip .

5. 4, 6. 1{acro-i ilstr- uL: I iot}s 1,'t'ogranimi ng tr ech ll iLlu es

5.-1.7. Subioutiles prol{ratntniltg tectrrniqucs . . . .

Problentes

CH.\PTL R 6, PERiI.-ER..\ LS CON] }{OL OF .\ \1]C ITOP,-TOC E -SISOFT- B-\ SED-SYSTE\I

6" l. ,'icn-standard interfaces6.2. Standard interfaces

6.2. 1. Parallel interfact's6.2.2. Serial interfaces

6.3. Peripheral data transt-ers methcdes6.3. 1. Prograrn-controllcd data tri'.ls{ers6.3.2. Interrupt-initiated data transfers

6.3.2. 1. I'tultiple ifierrupt-initiated data lransi,:/s6.3.3. Dircct-memory-access data transfers

6,4. The single-chip rnicrocomputer. Analog microprocessor .. ". '6.5. Voice technology peripherals

6.5.1. Spcech svnthesis methodsr,. i.l. l elt -16-:nt i ch ( on'/ersiotl(-..,i..i. \-cic c'-recog liticn

6.6. Touch-sensitivc screen

Prcblente s

CHAPTER 7, }IICROPIIOCESSOR-E.{SED-STSTEMS DE\-ELOPSIE\-[- . "

7. 1. Writing the application program7.2. Integralion of hardware and soflu'are

7.2.1. Log'tc ana11'531'7.2.2. Microprof nqsor' ,lc z lortltrni sl'st-111 '7.2.3. Emulator7.2.4. Signature anal\'zer

7.3. Outlook .....

B. APPE}{DICES

, cAPiTOLt.lL 1

SUpGffiTUL BIF\EAR A-L ELECTRONI€II NUMFR8CE

'i.'tr. Nogiuni cle algehrd binar5

Toate tomc'lt' cl,e existenti ale materiei sint intrinscc ,ci uir suilortdg lgflst:ta'rc'a inioniiraliei. Semnai'-il eiccttic (tensiu.ne, L'urellt, sarcini)optic sau lllagnetic sint sriportur-ile cele mai potrivite in reprezentarea

;i procesarea inforn-lafiei. La acestc -ceulrrale paranetrii araplitudiue,fazi, frecr-en{A sint cei care pot e}iprilra cantitativ informatia. Domeniulde definifie aL ac.estor parametrii,.in e'lectronica analogic.vr, este (celpufin teoretic) continuul aritmetic. in electronica digitaii. (digi,t - ctfrl,,in L engl.l ace;ti parametri au o determinare aritmomorficl, adicl potiua numai valori discrete. Aceste valori discrete se reduc, pentru majo-ritatea circuitelor llzuale, la douiL niveluri colisiderate plin con\ientie,,1" (u,nu logic) ii ,,0" (::cro ltgic ). ln c'xprimarea curentS. refcrirea launu iogic sau zero logic sc face prin cLl\'intul bit, abreviatie din L englezlBfnarv ciigiT (: cifrl trinar[).

In practica electronicl, dintre toate posibilit[!iIe cle reprezentarea cifrelor binare cea mai uzuale este pi-in douir niveluri distincte aletensiunii, aceasta frind o consecinle a faptului cir circuitele electronice,care au in stmcturl rin element ce prezintiL douir stari (tlanzistorulunipolar sau bipolar in regim cle cotnutafie) sint ceie mai folosite. Deci,in astfel de circuitr', di{erentei de potentiai (fa1i de rrrasl) intr-un anumitpunct i1,1, intr-un aimnit lnonrent de timp l, i se poate fixa, prin convenfie,valoarea binari ,,0" logic sau ,,1" logic. De fapt, pentru cele doui niveluridiscrete de tensiune (nivel ridicat I'rr;i nii'ei coborit tr',-) in practici,sint considerate doui intervalc -\I u, gi 3i'-r, figura i.1, a;i i.1, &, sepa-

rate pril'Lr'-o zoni interzisl (in care arnplitudinei) tensiunii rru trebuies5. aibir r-alori). In convenlia de logicE- pozitivS", unrli sernnal logic,,tr" iicorespundc intervai';l de teirsmiit AT'o, rirai ridicat f af 5. de masl, iarunui semiral iogic ,,0" ii corespunde interr-alul Atr/, rnai coborii. Invers,in conlen{ia. de Xo6licir ner:aiir-[, ATrr coresptln<-]-e trili ,,0" 9i -\tr'lr- lui -1".

n9120il22.O

2,r5747

26 -t

27 [.

txi156ii316Jx69

189

JJiJ36J-l ,'

347.157

t-3213278278281

28528629tr297303306309309ll7.lt9JL4

327

2

4

-){]

:6

Ai.Arrinterrupthand1erirnp1errrentation.....'>'....42. Combinational circuits operation subroutines .... '1 '

A3. Sequantial circuits operations subroutinesA4. Stepping motor control sul-'routinesA5. Key6oard interfacing to 3-bus architecture

374

.), T

i99405412

42)

1.1

9, REFEREATCES

ll