1. Введення
Розвиток мікропроцесорної техніки почалося порівняно недавно. Перше повідомлення про розробку мікропроцесора i - 4004 опублікувала фірма Intel в 1971 році.
Створення мікропроцесора (МП) є наслідком розвитку і вдосконалення технології виробництва інтегральних схем. Підвищення ступеня інтеграції мікросхем призвело до закономірного етапу в розвитку обчислювальної техніки - реалізації архітектури ЕОМ на одній інтегральній схемі.
Здатність до програмування послідовності виконуваних функцій, тобто здатність працювати за заданою програмою, є основною відмінністю МП від елементів жорсткої логіки (інтегральних схем малої та середньої ступенем інтеграції). Крім фізичної структури мікропроцесора, званої апаратними засобами, на виконуваний їм алгоритм впливають програмні засоби, тобто послідовність команд і даних, записаних у запам'ятовуючому пристрої. У загальному вигляді апаратні засоби мікропроцесора повторюють структуру процесора ЕОМ і включають: арифметико-логічний пристрій, пристрій управління і кілька робочих регістрів. Мікропроцесор може складатися з однієї або декількох інтегральних схем, розподілених за принципом виконуваних функцій.
Таким чином мікропроцесор - це програмно-керований пристрій, що здійснює процес обробки інформації, управління ним, побудоване на одній або декількох великих інтегральних схемах (ВІС).
В даний час мікропроцесори і виготовлені на їх базі мікро-ЕОМ присутні практично у всіх областях діяльності людини.
Основними причинами широкого впровадження мікропроцесорної техніки є:
· використання в мікропроцесорних системах цифрового способу представлення інформації, що дозволяє значно підвищити завадостійкість створюваних на їх основі пристроїв, забезпечити простоту передачі і перетворення інформації без втрат і довготривале зберігання;
· застосування програмного способу обробки інформації, що дозволяє створювати в значній мірі уніфіковані технічні засоби, що відрізняються практично лише вмістом запам'ятовуючого пристрою і специфічними пристроями вводу-виводу інформації;
· компактність, висока надійність і низька споживана потужність мікропроцесорних засобів, що забезпечує можливість розташування керуючих пристроїв, створених на їх основі, в безпосередній близькості від керованого устаткування;
· відносно низька вартість мікропроцесорних засобів і висока ступінь їх ефективності.
Ці фактори дозволили МП в короткий час зайняти провідне місце у вдосконаленні цілих галузей промисловості, створення гнучких автоматизованих виробництв, інформаційних мереж, автоматичних систем управління технологічними процесорами, систем автоматичного проектування і т.п.
Застосування мікропроцесорів і мікро-ЕОМ у пристроях і системах автоматики не тільки призвело до підвищення техніко-економічних показників приладів, але і спричинило за собою появу широкого класу абсолютно нових типів приладів і пристроїв.
Поява мікропроцесорів і мікро-ЕОМ змінило характер праці розробників приладів, змістивши центр ваги з традиційної області проектування логічних схем в область розробки алгоритмів та програмування. Той величезний інтерес, який виявляють в останні роки інженери - проектувальники апаратури, пояснюється тим, що обмежений набір досить складних, але реалізують цілком певні функції БІС, представляє розробникам обчислювальні потужності, цілком достатні для вирішення широкого класу задач. Відносно низька вартість, малі габарити і споживана потужність, висока надійність і виняткова гнучкість у застосуваннях ставлять мікропроцесорні набори БІС поза конкуренцією в порівнянні з будь-якої іншої елементної базою цифрових пристроїв.
Виробництво мікропроцесорів і мікро-ЕОМ набуло великих масштабів і займає зараз центральне місце в мікроелектроніці. Високі технічні характеристики мікропроцесорів як універсальних пристроїв обробки даних дозволяють припустити, що в найближчі роки широке коло фахівців в області автоматики, телемеханіки, зв'язку та АСУ буде використовувати в розробках або експлуатувати мікропроцесорні пристрої, мікро-ЕОМ та системи на їх основі. Найбільший ефект від впровадження мікропроцесорів і мікро-ЕОМ можна очікувати в пристроях і системах локальної автоматики, а також у тих областях, де застосування засобів і методів цифрової обробки даних до появи мікропроцесорів було недоцільно по економічних міркувань.
Застосування мікропроцесорів в цифрових пристроях автоматики вимагає від розробників адаптації до стосовно новій елементній базі, оволодіння методологією розробки й налагодження програм, придбання навичок проектування керуючих цифрових пристроїв (контролерів) на основі прогр...
