Organização de um microcomputador:
Os componentes básicos de um microcomputador são:
1) CPU
2) Memória de programa
3) Memória de dados
4) Portas de saída
5) Portas de entrada
6) Gerador de relógio.
Estes componentes são mostrados na figura abaixo:
p>Unidade Central de Processamento:
O CPU consiste em ALU (Unidade Aritmética e Lógica), unidade de Registo e unidade de controlo. A CPU recupera instruções armazenadas e palavra de dados da memória; também deposita dados processados na memória.
a) ALU (Unidade Aritmética e Lógica)
Esta secção executa funções de computação de dados. Estas funções são operações aritméticas tais como subtracção de adições e operação lógica tais como AND, OR rotate, etc. Os resultados são armazenados ou em registos ou em memória ou enviados para dispositivos de saída.
b) Unidade de Registo:
Contém vários registos. Os registos são utilizados principalmente para armazenar dados temporariamente durante a execução de um programa. Alguns dos registos são acessíveis aos usos através de instruções.
c) Unidade de Controlo:
& sinais de controlo necessários a todas as operações no microcomputador. Controla o fluxo de dados entre o p e os periféricos (entrada, saída & memória). A unidade de controlo recebe um relógio que determina a velocidade do p.
p> O CPU tem três funções básicas
1) Apanha uma palavra de instrução armazenada na memória.
2) Determina o que a instrução lhe diz para fazer.(descodifica a instrução)
3) Executa a instrução. A execução da instrução pode incluir as mesmas das seguintes tarefas principais.
1) Executa a instrução. Transferência de dados de reg. para reg. na própria CPU.
2) Transferência de dados entre reg. de uma CPU. & localização de memória especificada.
3. Execução de operações aritméticas e lógicas sobre dados de uma localização de memória específica ou de um registo de CPU designado.
4. Orientação da CPU para alterar uma sequência de instrução de busca, se o processamento dos dados criou uma condição específica.
5. Desempenhando a função de limpeza dentro da própria CPU a fim de estabelecer a condição desejada em certos registos
4) Procura sinais de controlo tais como interrupções e fornece respostas apropriadas.
5) Fornece estados, controlo, e sinais de tempo que a memória e a secção de entrada/saída podem utilizar.
Memória de programa:
A tarefa básica de um sistema microcomputador para assegurar que a sua CPU executa a sequência de instruções desejada é o programa propriamente dito. A sequência de instruções é iniciada na memória do programa na inicialização – normalmente uma inicialização e um reset manual do processador é iniciado executando a instrução num local pré-determinado em
memória do programa. A primeira instrução do programa deve portanto estar neste local no típico sistema básico µp, o programa a ser executado é fixo e não muda. Portanto, os programas µp são armazenados na ROM, ou PROM, EPROM, EEPROM. No kit do formador, a ROM contém apenas o programa monitor. O programa do utilizador não é armazenado na ROM porque não precisa de ser armazenado permanentemente.
Memória de dados:
Um microcomputador manipula os dados de acordo com o algoritmo dado pela instrução do programa na memória do programa. Estas instruções podem exigir resultados intermédios para serem armazenados, o bloco
funcional em µc tem o mesmo reg. interno que também pode ser usado se disponível para tal armazenamento de memória de dados externa for necessário se os requisitos de armazenamento forem maiores. Além do armazenamento intermédio, a memória de dados também pode ser utilizada para fornecer dados necessários ao programa, para armazenar alguns dos resultados do programa. A memória de dados é utilizada para todos os fins de armazenamento que não sejam o armazenamento do programa. Por conseguinte, devem ter cabeça de escrita
capability RWM ou RAM.
Amazena tanto as instruções a executar (isto é, programa) como os dados envolvidos. Normalmente contém ROM (Read memory). A ROM só pode ler e não pode ser escrita e é não volátil, ou seja, mantém o seu conteúdo quando a alimentação é desligada. Uma ROM é tipicamente usada para armazenar instruções e dados que não mudam. Por exemplo,
estabelece o programa monitor se um microcomputador.
Uma pessoa pode ler ou escrever numa RWM. O RWM é volátil, ou seja, não retém o seu conteúdo quando a energia é desligada. É utilizado para armazenar programas de utilizador & dados que são temporários podem mudar durante a execução de um programa. Ambos ROM & RWM são RAM (Random access memory). A RWM é respectivamente. Durante uma operação de leitura de memória, o conteúdo do local endereçado não é destruído. Durante uma operação de unidade, o conteúdo original do local endereçado é destruído.
Both ROM & RWM estão dispostos em palavras, cada uma das quais com um endereço único. O endereço de uma palavra é a localização da memória e é colocado entre parênteses. Portanto, X é um endereço e (X) é o conteúdo desse endereço X.
O endereço descodifica um endereço e da unidade de controlo e selecciona a localização apropriada da memória e a obtenção do seu conteúdo leva um certo tempo, este tempo é o tempo de acesso à memória. O tempo de acesso afecta a velocidade do computador, os pinos, e o computador deve obter as instruções e os dados a partir da
memória. Memória do computador como normalmente RAM, para que todos os locais de memória tenham o mesmo tempo de acesso. O computador deve aguardar o brilho da memória da unidade, o tempo típico de acesso à memória varia de várias utilizações. Secções de memória frequentemente subdivididas em unidades chamadas páginas.
A secção de memória inteira pode envolver milhões de fios, quando uma página contém entre 256 & 4k verrugas. O computador pode aceder a um local de memória diminuindo primeiro uma determinada página e depois aceder a um local nessa página. A vantagem da paginação é que o computador pode chegar a vários locais na mesma página apenas com o endereço na página. O processo é como descrever o endereço de rua especificando primeiro o aspecto e eles listam os números.
A secção de controlo transfere dados para ou da memória da seguinte forma.
1. A secção de controlo lê um endereço para a memória.
2. A secção de controlo envia um sinal de leitura e escrita para a memória para indicar, a direcção da transform.
3. A secção de controlo espera até que a transferência esteja concluída .este atraso precede a transferência dos dados reais no caso de entrada e segue-a no caso de saída.
Portas de entrada/saída:
A entrada & portas de saída fornecem ao microcomputador a capacidade de comunicar com o mundo exterior. As portas de entrada permitem a passagem de dados do mundo exterior para os dados µc que serão utilizados na manipulação de dados a ser feita pelo microcomputador para enviar dados para dispositivos de saída O utilizador pode introduzir instruções (i.e. programa) e dados na memória através de dispositivos de entrada tais como teclado, ou simples interruptores, CRT, dispositivos de disco, leitores de cassetes ou cartões. Os computadores são também utilizados para medir e controlar quantidades físicas como temperatura, pressão, velocidade, etc.
Para estes fins, os transdutores são utilizados para converter quantidades físicas em sinais eléctricos proporcionais Os computadores A/D são utilizados para converter sinais eléctricos em sinais digitais que são enviados para o computador.
O computador envia os resultados do cálculo para os dispositivos de saída, por exemplo, LED, CRT, conversores D/A, impressoras, etc. Estes dispositivos de E/S permitem ao computador comunicar com o mundo exterior Os dispositivos de E/S são chamados periféricos.
Gerador de Relógio:
Operações dentro do p, bem como noutras partes do c, são normalmente sincronizadas por natureza. O gerador de relógio gera os períodos de relógio apropriados durante os quais as execuções de instruções são levadas a cabo pelo microprocessador. Esta condição assegura que eventos em diferentes trajectórias dos sistemas podem proceder de forma sistemática.
alguns dos microprocessadores têm um circuito gerador de relógio interno para gerar um sinal de relógio. Estes microprocessadores requerem que um cristal externo ou rede RC seja ligado aos pinos apropriados para decidir a frequência de funcionamento (por exemplo, 8085). Alguns microprocessadores requerem um gerador de relógio externo (ex. 8086). Estes microprocessadores também fornecem um sinal de saída do relógio que pode ser utilizado por outros dispositivos no sistema de microcomputador para a sua sincronização e sincronização de latas.
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