Предисловие...................... 5
Введение ........................ 7
Глава I. Архитектура микропроцессорной системы........ 12
.1. Структура микропроцессорной системы.......... 12
.2. Программно-доступные регистры микропроцессора...... 17
.3. Основная память микрокомпьютера........... 20
.4. Диспетчер памяти................. 23
.5. Режимы адресации памяти.............. 27
.6. Форматы команд.................. 33
.7. Система команд.................. 35
.8. Программный доступ к внешним устройствам........ 43
.9. Прерывания в микрокомпьютере............ 45
Вопросы для самоконтроля................ 53
Глава 2. Программирование микропроцессорной системы на языке
ассемблера....................... 54
2.1. Классификация языков программирования и трансляторов для микропроцессорных систем.............. 54
2.2. Особенности языков ассемблера и общие сведения о языке ассемблера для микрокомпьютеров семейства ДВК........ 56
2.3. Составление программ на языке ассемблера........ 70
2.4. Использование макрокоманд............. 76
2.5. Организация подпрограмм на языке ассемблера....... 79
Вопросы для самоконтроля . . ............. 84
Глава 3. Программирование микропроцессорных систем на языках
высокого уровня ..................... 86
3.1. Характеристика языков высокого уровня для программирования микропроцессорных систем.............. 86
3.2. Язык программирования БЕЙСИК........... 88
3.3. Язык программирования ПАСКАЛЬ........... 105
3.4. Структура и особенности языка программирования ПЛ/М . . . 124
3.5. Языки программирования МОДУЛА-2, СИ и АДА...... 134
Вопросы для самоконтроля ................ 142
Г л а. в а 4. Операционные системы и организация вычислительных процессов на микроЭВМ..................... 143
4.1. Назначение, основные функции и состав операционных систем микроЭВМ '.................... 143
4.2. Операционные системы микрокомпьютеров семейства ДВК ... 151
4.3. Языковые средства взаимодействия с операционной системой . . 170
4.4. Особенности реализации и применения ОС реального времени
в системах программного управления.....•...... 183
Вопросы для самоконтроля ................ IQI
3
Глава 5. Методы и средстна программирования микропроцессорных
систем......................... 192
5.1. Основные характеристики программ........... 192
5.2. Методы и средства разработки программ......... 197
5.3. Технологический процесс разработки программ....... 201
5.4. Принципы программирования на основе Р-технологии..... 207
Вопросы для самоконтроля................ 212
Глава 6. Отладка программного обеспечения микропроцессорных систем 213
6.1. Основные этапы и методы тестирования.......... 213
6.2. Отладка программ............... 218
6.3. Комплексное тестирование и отладка........... 222
Вопросы для самоконтроля............... 226
Глава 7. Языки и трансляторы для управления технологическим оборудованием ....................... 227
7.1. Назначение, структура и функционирование систем управления оборудованием .................. .227
7.2. Языки управления оборудованием............ 231
7.3. Простой графический пакет.............. 246
7.4. Трансляторы языков управления оборудованием....... 256
Вопросы для самоконтроля ............... 259
Глава 8. Сетевое программное обеспечение распределенной микропроцессорной системы для управления технологическим оборудованием . . . 260
8.1. Локальные сети компьютеров............. 260
8.2. Структура, функциональные уровни и технические средства простой микрокомпьютерной локальной сети.......... 269
8.3. Протокол канального уровня............. 273
8.4. Программная реализация протокола канального уровня .... 280
8.5. Интерфейс с программой канального уровня........ 295
Вопросы для самоконтроля ................ 299
Список сокращений..................... 300
Список литературы.................... 301
ПРЕДИСЛОВИЕ
Одним из важных факторов ускорения научно-технического прогресса является широкое внедрение вычислительной техники во все отрасли народного хозяйства.
Немногим более четырех десятилетий назад была создана первая электронная вычислительная машина на электронных лампах. За этот короткий отрезок времени было создано четыре поколения ЭВМ, при этом каждая смена поколений сопровождалась улучшением их основных технико-экономических показателей, таких, как быстродействие, надежность и стоимость. Четвертое поколение ЭВМ на базе микропроцессорных комплектов БИС появилось в начале 70-х годов. Возник новый класс вычислительных машин (микропроцессорные вычислительные машины) — мик-роЭВМ. Совершенствование технологии микроэлектроники позволило в конце 70-х годов, увеличив степень интеграции элементов на кристалле, создать однокристальные микропроцессоры и микроЭВМ на их основе.
Объем производства микропроцессоров (МП) и микроЭВМ постоянно возрастает, улучшаются и4 технические характеристики и снижается стоимость. Микропроцессоры и микроЭВМ благодаря реализованной в них возможности программного управления обладают свойствами универсальных устройств цифрового управления. Все это способствует массовому применению микропроцессоров и микроЭВМ в народном хозяйстве для цифровой обработки данных и управления различными объектами и процессами.
Важно отметить, что реализация задачи управления технологическими процессами и объектами с использованием программно-управляемых устройств, МП и микроЭВМ осуществляется путем программирования процедур сбора и обработки данных, формирования и выдачи управляющих воздействий, контроля и диагностики и т. д. Из этого следует, что разработка, производство и эксплуатация машин, оборудования и приборов, автоматизированных путем применения микропроцессорной вычислительной техники, требуют соответствующей подготовки студентов вузов и инженерно-технических работников.
Хотя вопросам программного обеспечения микроЭВМ и микропроцессорных систем посвящен ряд монографий и других
изданий, в них отражены лишь в незначительной степени вопросы разработки программ и программных комплексов для микропроцессорных систем, автоматизирующих процессы обработки информации, технологические процессы промышленного производства и научные исследования.
Предлагаемое учебное пособие восполн?^ пробел, существующий в отечественной учебной литературе в области программирования микропроцессорных систем. Следует также отметить, что его содержание соответствует двум уровням подготовки в области микропроцессорной техники, касающейся программного обеспечения.
Характерной чертой данного учебного пособия является то, что в нем с единых методологических позиций излагаются особенности программирования микропроцессорных систем (МПС), предназначенных для обработки информации и автоматизации технологических процессов, причем учитывался опыт программирования и применения отечественных микроЭВМ семейства «Электроника НЦ». Такая ориентация излагаемого материала обусловлена, во-первых, широким использованием ряда микро-ЭВМ этого семейства (ДВК-1, ДВК-2, ДВК-3) в научно-исследовательских организациях и вузах как персональных компьютеров для решения различных инженерных и научных задач, во-вторых, широким применением других микроЭВМ этого семейства для автоматизации технологических процессов, в частности при создании гибких автоматизированных производств.
В основу учебника положены материалы лекций, читаемых авторами на кафедре «Информатика и программное обеспечение вычислительных систем» Московского института электронной техники, а также результаты их научных работ, связанных с созданием программного обеспечения для МПС и учетом новейших достижений й^нашей стране и за рубежом.
Авторы выражают благодарность рецензентам — чл.-кор. АН СССР Л. Н. Королеву и коллективу кафедры «Информационная техника» Московского института инженеров гражданской авиации (зав. кафедрой — д-р техн. наук, проф. В. И. Васильев), замечания которых улучшили книгу.
Авторы с благодарностью примут все замечания по книге, которые можно направлять по адресу: 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа».
Авторы
