SISTEMA DI CONTROLLO

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SISTEMA DI CONTROLLO
Circuito di controllo
trasduttori
attuatori
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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

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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)

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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)

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SISTEMA IN LOGICA PROGRAMMATA
6
CONSIDERAZIONI

• IL SISTEMA COMPRENDE
• UN GENERATORE DI CLOCK
• UN CONTATORE
• UNA EPROM PROGRAMMATA

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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 LHARDWARE

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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

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SCHEDA A MICROPROCESSORE
BUS INDIRIZZI
DISPOSITIVI IN/OUT
CPU
MEMORIA
BUS DATI
BUS CONTROLLI
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IL MODELLO DI VON NEUMANN
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LA STRUTTURA A BUS

• IL COMPUTER E CARATTERIZZATO DALLA PRESENZA DI
  TRE TIPI DI BUS
• IL BUS DATI
• IL BUS INDIRIZZI
• IL BUS CONTROLLI

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MICROPROCESSOREIL BUS DATI

• attraverso il bus dati scorrono le informazioni
  che possono essere dati da processare o
  istruzioni di programma.

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IL BUS DATI
14
IL BUS DATI
15
MICROPROCESSOREIL BUS INDIRIZZI

• è un collegamento unidirezionale dal
  microprocessore alle altre unità del sistema che
  permette la comunicazione dal o verso il micro.

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IL BUS INDIRIZZI
17
IL BUS INDIRIZZI
18
IL BUS INDIRIZZI
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MICROPROCESSOREIL 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

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LE LINEE DI CONTROLLO IL CLOCK
21
LARCHITETTURA DEI MICROPROCESSORI
22
(No Transcript)
23
TABELLA RIASSUNTIVA CARATTERISTICHE PRINCIPALI
DEI MICRO-P.
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IL MICROPROCESSORE Z80
A10
A11
A12
A9
A9
A13
A8
A7
A14
A6
A15
A5
CLK
D4
A4
D3
MICRO Z80
A3
D5
A2
D6
A1
Vcc
A0
GND
D2
RFSH
D7
D0
M1
RESET
D1
INT
BUSREQ
NMI
WAIT
HALT
BUSACK
MREQ
WR
IORQ
RD
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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
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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).

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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.

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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.

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IL MICRO Z80
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LINEE CONTROLLO SISTEMA

• M1
• MREQ
• IOREQ
• RD
• WR
• RFSH

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LINEE CONTROLLO CPU

• HALT
• WAIT
• NMI
• INT
• RESET

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LINEE CONTROLLO BUS

• BUSREQ
• BUSACK

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TEMPORIZZAZIONI
microprocessore
C2
C1
XTAL
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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

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CICLI DI LETTURA CODICE OP.
36
CICLI DI LETTURA E SCRITTURA
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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)

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STRUTTURA DI UNA ISTRUZIONE
COD .OP
COD .OP
DATO/COD.DISP
COD .OP
DATO/IND
DATO/IND
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ESEMPIO DI ISTRUZIONI

• 3C INC A incrementa di 1 il
  contenuto
  dell'accumulatore
• 3E(B2) LD A,dato carica nell'accumulator
  e il dato b2
• C3(B2)(B3) JP addr salto all'indirizzo di
  memoria b3b2

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MICROPROCESSORE istruzioni fondamentali

• TRASFERIMENTO DATI
• ARITMETICO- LOGICHE
• SALTO CHIAMATA E RITORNO
• MANIPOLAZIONE DEI BIT
• ROTAZIONE E SCORRIMENTO
• DI I/O E CONTROLLO MACCHINA

41
(No Transcript)
42
(No Transcript)
43
COMPONENTI HARDWARE
44
(No Transcript)
45
(No Transcript)
46
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

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IL DIAGRAMMA DI FLUSSO
START
LEGGI LINGRESSO
INPUT00
NO
SI
ACCENDI I LED 0-2-4-6
ACCENDI I LED 0-1-2-3
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(No Transcript)
49
DB00 FE00 CA0E00 3EAA D300 C30000 3EF0 D300 C30000
50
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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COLLEGAMENTI
A0-A12
A13
A13
D0-D7
A13
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OSSERVAZIONI

• LE DUE MEMORIE HANNO IN QUESTO CASO LA STESSA
  CAPACITA PARI A 8Kbytes
• I PIEDINI DI CONTROLLO SONO GLI STESSI SOLO CHE
  PER LA RAM E UTILIZZATA ANCHE LA LINEA WR
• PER INDIRIZZARE 8192 CELLE DA 8BIT SONO NECESSARI
  13 PIEDINI (A0-A12)
• IL PIEDINO A13 VIENE UTILIZZATO PER SELEZIONARE
  LA EPROM (A130) O LA RAM (A131)

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INDIRIZZI

• IN QUESTO MODO
• ALLA EPROM COMPETONO GLI INDIRIZZI DI CELLA
  COMPRESI TRA
• 0000H-1FFFH
• ALLA RAM COMPETONO GLI INDIRIZZI DI CELLA
  COMPRESI TRA
• 2000H-3FFFH

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MAPPA DELLA MEMORIA
0000H 1FFFH 2000H 3FFFH 4000H FFFFH
EPROM 8K8
RAM 8K8