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SISTEMA DI CONTROLLO

SISTEMA DI CONTROLLO. Circuito di controllo. trasduttori. attuatori. SEGNALE DIGITALE E ANALOGICO. SEGNALE DI TIPO ANALOGICO l'informazione è contenuta nei valori istantanei del segnale SEGNALE DI TIPO DIGITALE

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SISTEMA DI CONTROLLO

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Presentation Transcript

  1. SISTEMA DI CONTROLLO Circuito di controllo trasduttori attuatori

  2. SEGNALE DIGITALE E ANALOGICO • SEGNALE DI TIPO ANALOGICO l'informazione è contenuta nei valori istantanei del segnale • SEGNALE DI TIPO DIGITALE l'informazione è di tipo binario e quindi caratterizzata da una banda discreta di valori

  3. DISPOSITIVI IN LOGICA CABLATA UN PROBLEMA DI TIPO LOGICO PUO' ESSERE RISOLTO : • UTILIZZANDO COMPONENTI DIGITALI DI TIPO COMBINATORIO O SEQUENZIALE TRA LORO OPPORTUNAMENTE COLLEGATI (LOGICA CABLATA)

  4. DISPOSITIVI IN LOGICA PROGRAMMATA UN PROBLEMA DI TIPO LOGICO PUO' ESSERE RISOLTO : • RICORRENDO A DISPOSITIVI CHE VENGONO OPPORTUNAMENTE PROGRAMMATI PER SVOLGERE QUELLA DETERMINATA FUNZIONE (LOGICA PROGRAMMATA)

  5. SISTEMA IN LOGICA PROGRAMMATA

  6. CONSIDERAZIONI IL SISTEMA COMPRENDE: • UN GENERATORE DI CLOCK • UN CONTATORE • UNA EPROM PROGRAMMATA

  7. PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO • NELLA EPROM VENGONO MEMORIZZATI I BIT CORRISPONDENTI ALLO STATO DEI LED CHE SI VUOLE ACCENDERE • IL CONTATORE PUNTA ALLE PRIME 16 LOCAZIONI DI MEMORIA CIASCUNA DI 8 BIT • VENGONO INDIRIZZATE CELLE CONSEGUENTI GRAZIE AL SEGNALE DI CLOCK APPLICATO AL CONTATORE • MODIFICANDO IL CONTENUTO DELLA EPROM (IL SOFTWARE) CAMBIERA’ LA SEQUENZA DI ACCENSIONE DEI LED E QUESTO SENZA MODIFICARE L’HARDWARE

  8. MICROPROCESSORE :campi di appicazione • ELETTRONICA DI CONSUMO • CALCOLATRICI, OROLOGI, VIDEOGIOCHI, APP. FOTOGRAFICHE • INDUSTRIA • COMPUTER, ROBOTICA , TELEFONIA, CONTROLLO PROCESSI, MACCHINE A CONTROLLO NUMERICO • STRUMENTAZIONE • STRUM. LABORATORIO, ELETTROMEDICALI, SISTEMI PUNTAMENTO D'ARMA E SICUREZZA • COMMERCIO • FOTOCOPIATRICI, FAX, TERMINALI RETI, APP. BANCARIE,DISTRIBUTORI AUTOMATICI

  9. SCHEDA A MICROPROCESSORE BUS INDIRIZZI DISPOSITIVI IN/OUT CPU MEMORIA BUS DATI BUS CONTROLLI

  10. IL MODELLO DI VON NEUMANN

  11. LA STRUTTURA A BUS • IL COMPUTER E’ CARATTERIZZATO DALLA PRESENZA DI TRE TIPI DI BUS: • IL BUS DATI • IL BUS INDIRIZZI • IL BUS CONTROLLI

  12. MICROPROCESSORE:IL BUS DATI • attraverso il bus dati scorrono le informazioni che possono essere dati da processare o istruzioni di programma.

  13. IL BUS DATI

  14. IL BUS DATI

  15. MICROPROCESSORE:IL BUS INDIRIZZI • è un collegamento unidirezionale dal microprocessore alle altre unità del sistema che permette la comunicazione dal o verso il micro.

  16. IL BUS INDIRIZZI

  17. IL BUS INDIRIZZI

  18. IL BUS INDIRIZZI

  19. MICROPROCESSORE:IL BUS CONTROLLI • è l'insieme di conduttori che collegano i vari blocchi che compongono il microprocessore e permettono di controllare la funzionalità di ciascun blocco

  20. LE LINEE DI CONTROLLO: IL CLOCK

  21. L’ARCHITETTURA DEI MICROPROCESSORI

  22. TABELLA RIASSUNTIVA CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEI MICRO-P.

  23. IL MICROPROCESSORE Z80 A10 A11 A12 A9 A9 A13 A8 A7 A14 A6 A15 A5 CLK D4 A4 MICRO Z80 D3 A3 D5 A2 A1 D6 Vcc A0 GND D2 RFSH D7 D0 M1 RESET D1 INT BUSREQ NMI WAIT HALT BUSACK MREQ WR IORQ RD

  24. MICROPROCESSORE Z80: blocchi fondamentali buffer dati bus dati flag bus dati interno reg. istruz. reg.interni cont.prog. stack poin. reg.ind.mem. buffer A.L.U. accum. decod. istruz. CLOCK logica di controllo e temporizzazione bus indirizzi bus controlli

  25. A.L.U. A.L.U. è l'acronimo di Unita' Aritmetico Logica • questa unità esegue operazioni aritmetiche e logiche su uno o due operandi contenuti temporaneamente nei registri • l' ALU è collegata direttamente sia al registro accumulatore che a quello di stato (flag).

  26. REGISTRI • Un registro è costituito da un insieme di flip-flop dove è possibile memorizzare temporaneamente un dato. • i registri più importanti sono: l'accumulatore,quello di stato,il contatore programma, il registro istruzioni,quello di indirizzi di memoria , lo stack pointer e i registri di uso generale. • Ciascun registro ha una capacità di 8 o 16 bit.

  27. LOGICA DI CONTROLLO • Tale blocco permette a tutte le parti del micro di lavorare nella corretta sequenza temporale. • La funzione principale è quella di decodificare ciascuna istruzione di programma ed emettere i segnali di controllo per eseguire tale istruzione. • Da essa dipartono tutti i segnali del bus di controllo interno ed esterno.

  28. IL MICRO Z80

  29. LINEE CONTROLLO SISTEMA • M1 • MREQ • IOREQ • RD • WR • RFSH

  30. LINEE CONTROLLO CPU • HALT • WAIT • NMI • INT • RESET

  31. LINEE CONTROLLO BUS • BUSREQ • BUSACK

  32. TEMPORIZZAZIONI microprocessore C2 C1 XTAL

  33. TEMPORIZZAZIONI • L' ESECUZIONE DI UNA ISTRUZIONE PREVEDE DUE FASI: • FASE DI FETCH • FASE DI EXECUTE • IL CICLO DI ISTRUZIONE E' COSTITUITO DA UNA SEQUENZA DI PASSI DETTA CICLO MACCHINA

  34. CICLI DI LETTURA CODICE OP.

  35. CICLI DI LETTURA E SCRITTURA

  36. MICROPROCESSORE :set di istruzioni • UNA ISTRUZIONE E' COSTITUITA DA UN GRUPPO DI CARATTERI CHE DETERMINANO UNA SPECIFICA OPERAZIONE. • CIASCUNA ISTRUZIONE PUO' ESSERE ESPRESSA IN VARIE FORME : • IN CODICE MACCHINA (codice oggetto) • IN CODICE ASSEMBLER (codice sorgente)

  37. STRUTTURA DI UNA ISTRUZIONE COD .OP COD .OP DATO/COD.DISP COD .OP DATO/IND DATO/IND

  38. ESEMPIO DI ISTRUZIONI • 3CINC A incrementa di 1 il contenuto dell'accumulatore • 3E(B2)LD A,dato carica nell'accumulatore il dato b2 • C3(B2)(B3)JP addr salto all'indirizzo di memoria b3b2

  39. MICROPROCESSORE : istruzioni fondamentali • TRASFERIMENTO DATI • ARITMETICO- LOGICHE • SALTO CHIAMATA E RITORNO • MANIPOLAZIONE DEI BIT • ROTAZIONE E SCORRIMENTO • DI I/O E CONTROLLO MACCHINA

  40. COMPONENTI HARDWARE

  41. PROGRAMMA DI I/O NOTE: • QUANDO SI ESEGUE UN PROGRAMMA CONVIENE INIZIALMENTE TRACCIARE IL DIAGRAMMA DI FLUSSO CHE RIASSUME LE OPERAZIONI LOGICHE CHE BISOGNA SVOLGERE • SUCCESSIVAMENTE SI TRASCRIVE IL PROGRAMMA ASSEMBLER E OVE NECESSARIO QUELLO IN CODICE MACCHINA

  42. IL DIAGRAMMA DI FLUSSO START LEGGI L’INGRESSO INPUT=00 NO SI ACCENDI I LED 0-2-4-6 ACCENDI I LED 0-1-2-3

  43. DB00 FE00 CA0E00 3EAA D300 C30000 3EF0 D300 C30000

  44. ORGANIZZAZIONE DELLA MEMORIA • IN UN SISTEMA A MICROPROCESSORE POSSONO COESISTERE: • UNA MEMORIA EPROM NON VOLATILE DOVE VIENE CONSERVATO IL PROGRAMMA PRINCIPALE E QUELLO DI GESTIONE DELLE PERIFERICHE • UNA MEMORIA RAM VOLATILE DOVE VENGONO SCRITTI I DATI O EVENTUALI PROGRAMMI TEMPORANEI

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