Простейшая микро-ЭВМ

         

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

Содержание раздела