Появление микропроцессоров сыграло важную роль
Появление микропроцессоров сыграло важную роль в развитии вычислительной техники, средств обработки информации и управляющих устройств, являющихся основой автоматизации в различных сферах человеческой деятельности. Неослабевающий интерес к микропроцессорам объясняется такими их особенностями, как низкая стоимость, высокая надежность, компактность и значительные функциональные и вычислительные возможности, позволяющие применять их даже там, где использование средств цифровой обработки информации ранее считалось нецелесообразным. В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом издается весьма обширная литература по микропроцессорной технике и возможностям ее применения. И все же книг с описанием реально построенных конструкций и устройств на базе микропроцессоров явно недостаточно для удовлетворения постоянно растущего спроса на такие публикации. Именно это побудило авторов взять на себя смелость написать нечто вроде руководства, ориентированного на читателя, пожелавшего ознакомиться с работой простейшей микро-ЭВМ или заняться ее изготовлением.
Конечно, эта книга — не инструкция по изготовлению микро-ЭВМ в полном смысле этого слова, хотя в ней довольно подробно описываются конструкция вычислительной машины и ее работа. Основная цель книги — помочь разобраться в том, что такое микропроцессор, как он работает, как необходимо его программировать и как на его основе можно создавать разнообразные устройства, применяющиеся в технике, в быту, в повседневной практической деятельности.
Современный микропроцессор - довольно сложное устройство, работу которого не удается описать в деталях вне связи с системой, в составе которой он функционирует (в отличие от других более простых электронных приборов, таких например, как электронная лампа). К сожалению, в специальной литературе микропроцессор в подавляющем большинстве случаев описывается автономно. Из такого описания не всегда понятны детали его работы и особенности применения.
Предлагаемая читателям книга в некоторой степени восполняет этот пробел. Авторами описывается схема простейшей микро-ЭВМ как пример простейшей микропроцессорной системы. Будет или не будет читатель строить эту микро-ЭВМ — не так уж и важно. Важно, что на базе этой конкретной микропроцессорной системы он получит необходимые сведения о работе микропроцессора и сможет построить в дальнейшем аналогичные системы по своему выбору и вкусу.
Выступая в 1970 г. с докладом о перспективах развития и применения вычислительной техники на конференции в Московском физико-техническом институте, академик В. М. Глуш-ков говорил о том, что недалек тот день, когда вычислительная техника шагнет в повседневную жизнь и буквально каждая семья сможет получить доступ к вычислительным ресурсам. Во времена господства универсальных вычислительных машин-гигантов это высказывание представлялось по меньшей мере весьма смелым прогнозом. Но прошли годы и вот уже микроэлектроника стучится в двери наших квартир, появляется на рабочих местах в учреждениях, приближая тот день, когда вычислительные машины станут для нас столь же привычными в быту, как холодильники, стиральные машины и цветные телевизоры.
Отсюда ясно, как важна популяризация тех знаний, которые раньше были необходимы лишь специалистам. В особенности это касается знаний в следующих трех областях: математической логике, программировании и электронике. Но даже специалисты, равным образом ориентирующиеся в указанных трех областях, в настоящее время встречаются не так уж часто. Пользователи ЭВМ прошлых поколений практически никогда не сталкивались с аппаратной реализацией своих программ, а специалисты в области электроники, как правило, не занимались программированием. Поэтому широкая подготовка специалистов нового типа — насущная проблема сегодняшнего дня.
Данная книга вовсе не претендует на роль учебного пособия с изложением основ математической логики, электроники и программирования. Цель у книги другая — привлечь широкий круг читателей к относительно новому, увлекательному миру конструирования микроэлектронных устройств на базе микропроцессорной техники, сфера применения которых не ограничивается традиционными вычислительными задачами.
Создание программируемых устройств с широкими функциональными возможностями - микроэлектронных помощников ( пусть на первое время совсем простых), повышающих эффективность интеллектуальной деятельности на производстве и дома, - вот, может быть, самая интересная и многообещающая область исследований в наш век всеобщей компьютеризации.
Необходимо заметить, что авторы вовсе не хотели бы склонить будущих конструкторов к попытке воспроизвести копию промышленной микро-ЭВМ. Любительским конструкциям трудно тягаться с изделием, выпускаемым промышленностью. Тем не менее широкое привлечение любителей к микроэлектронному конструированию позволит в ряде случаев найти те оригинальные технические решения, которые в дальнейшем могут быть использованы целиком в конструкциях соответствующих промышленных изделий или положены в их основу. Для чтения книги не требуется специальных знании в области микропроцессорной техники. Тем не менее предполагается, что читатель сможет, пользуясь приведенными в книге рекомендациями самостоятельно собрать простую ЭВМ из малодефицитных деталей, отладить ее, проделать на ней ряд упражнении по программированию решения различных задач, а также изучить способы подсоединения дополнительных внешних устройств, значительно расширяющих возможности построенной машины. Хотя описываемая микро-ЭВМ построена по универсальной схеме, допускающей наращивание аппаратуры до широких пределов (скажем, до масштабов персональной ЭВМ), основное назначение ее - учебное, т. е. позволяющее в максимально короткое время получить навыки основ программирования и проектирования микропроцессорных систем. С этой целью читателю дается весь необходимый материал, приводятся реальные схемы с реальными характеристиками. В отличие от большинства подобных изданий в книге описываются не только отдельные узлы машины, но и целиком вся ее схема. Выводы всех микросхем промаркированы, и каждая микросхема описана в деталях. Поэтому читателю нет необходимости обращаться к зачастую труднодоступным справочным источникам.
Главы 1-4, а также приложение 1 (система команд микро-процессора КР580ВМ80А) написаны В.Н. Захаровым, гл. 5- 7 написаны А. Л. Дудко, а гл. 8-10 - Л. Н. Буреевым. Принципиальная электрическая схема описываемой микро-ЭВМ (приложение 2) разработана А. Л. Дудко, а описываемые схемы сопряжения микро-ЭВМ с дополнительными внешними устройствами (в том числе с бытовыми телевизором и магнитофоном) , а также схема статического аппаратного эмулятора разработаны Л. Н- Буреевым. Предисловие к книге написано авторами совместно.
Авторы позволяют себе надеяться, что книга окажется полезной не только будущим конструкторам микро-ЭВМ, но и всем тем, кто стремится расширить свои знания в области применения микропроцессорной техники.
Авторы выражают признательность рецензенту канд. техн. наук В. Ф. Корнюшко и редактору проф. Д. А. Поспелову за доброжелательную критику и замечания, которые способствовали улучшению содержания и стиля книги.
Все замечания по содержанию книги, методике изложения, а также все предложения по усовершенствованию схемы и конструкции описываемой машины авторы примут с благодарностью. Пожелания и замечания просьба направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.
Авторы
