Шестнадцатеричные числа и их двоичные и десятичные эквиваленты

Шестнадцатеричное число	Двоичное число	Десятичное число
0	0000	0
1	0001	1
2	0010	2
3	0011	3
4	0100	4
5	0101	5
6	0110	6
7	0111	7
8	1000	8
9	1001	9
А	1010	10
В	1011	11
С	1100	12
D	1101	13
Е	1110	14
F	1111	15
10	1 0000	16
…..	…..	…..
14	1 0100	20
15	1 0101	21
16	1 0110	22
…..	…..	…..
1Е	1 1101	30
1F	1 1111	31
20	10 0000	32

Здесь ЗА- код операции, 0808 - адрес ячейки памяти в шестнадцатеричном коде. Число 0808₁₆ = 8×16² + 8×16⁰ = 2056₁₀.

Еще удобней записывать команды для МП языком Ассемблера, которая разрешает отобразить в команде ее содержательный смысл. Выше рассмотренная команда языком Ассемблера запишется так:

LDА 0808Н.

Здесь "LDА" - сокращение от английского "Load to accumulator" ("загрузить в аккумуляторе"), 0808Н - адрес ячейки памяти. Буква "Н" после числа 0808 показывает, что число записано в шестнадцатеричном коде (Hexadecіmal code).

Программист, который составляет программу языком Ассемблера, должен расписать все перемещения данных и операции над ними по шагам. На каждом шаге программы выполняется одна команда. И на каждом шаге выполнения программы программист должен знать, где есть свободные и занятые места на поле памяти программ, на поле памяти данных, как используются регистры общего назначения. Кроме того, программист может предусмотреть в программе установление в нужный момент связей между определенными внешними устройствами и определенными каналами ввода-вывода интерфейсных ИМС. То есть программист может учитывать в программе реальную принципиальную схему аппаратной части МПС. Все это значительно усложняет работу программиста. В целом, разработка программного обеспечения МПС и его наладка часто бывает более дорогими, чем создание ее аппаратной части. После наладки программы ее перевод с языка Ассемблера на язык двоичных машинных кодов осуществляются специальной программой и в таком виде записывается в ПЗУ.

Облегчить программирование МПС использованием любого языка высокого уровня (БЕЙСИК, ФОРТРАН и другие) нецелесообразно. Используя язык высокого уровня, программист теряет возможности контроля за использованием ресурсов памяти. А это приводит к тому, что программа, которая осуществляет перевод программы из языка высокого уровня в машинные двоичные коды, не дает оптимального результата ни во времени выполнения такой программы, ни в объеме памяти. Это неприемлемо для МПС, управляющих техническими устройствами, поскольку, во-первых, они должны иметь по возможности компактную аппаратную часть, а во-вторых, - работать в реальном масштабе времени, то есть со скоростью не меньшей той, с которой происходят процессы, которыми руководит МП.

Мощность МП определяется его способностью обрабатывать данные. Она оценивается тремя параметрами: длиной слова данных, длиной слова памяти, скоростью выполнения команд. Длина слова данных микропроцессоров в системах управления техническими объектами наиболее часто имеет восемь или шестнадцать разрядов. Длина слова памяти определяет количество ячеек памяти, к которым может обратиться МП. Например, если слово памяти имеет четыре разряда, то на ША можно получить лишь s⁴ = 16 комбинаций двоичных кодов, которые отвечают десятичным числам 0, 1, 2, ....15, то есть обратиться лишь к 16 ячейкам памяти. Для МПС на базе процессора серии К580, что имеет шестнадцатиразрядную ША, объем адресного поля равняется 2¹⁶ = 2¹⁰ × 2⁶ = 2¹⁰ × 64= 64 Кбайт (здесь 2¹⁰ = 1 Кбайт = 1024 бита, то есть разряды). Но, поскольку МПС, управляющая техническим объектом, должна работать в реальном масштабе времени, даже такой объем памяти программ может оказаться избыточным. Поэтому для МПС разработаны микро–ЭВМ с меньшим объемом памяти программ. К таким принадлежат однокристальные микро–ЭВМ серии K1816, которые реализуют на одной БИС функции ввода, вывода, сохранения и обработки данных и объем ПЗУ до 4 Кбайт. Такие ЭВМ разрешают достичь максимального упрощения и удешевления систем управления.

Тактовая частота однокристальных микро–ЭВМ серии К1816 лежит в границах 6-12 МГц. Поэтому шины МПС должны быть по возможности менее короткими, поскольку имеют большое индуктивное сопротивление. Кроме того, внешние магнитные поля могут индуктировать в шинах МПС импульсы, которые могут вызвать сбои в работе системы. Поэтому для линий параллельного ввода-вывода максимальная длина шин не должна превышать одного-двух метров. Кроме того, для повышения помехоустойчивости МПС шины приходится экранизировать. Если же расстояние от внешних устройств к МП составляет десятки метров и больше, переходят от параллельной передачи сигналов по шинам к последовательной передаче импульсов по одному каналу с использованием последовательных интерфейсов и специальных устройств. Это уменьшает скорость передачи информации, но обеспечивает необходимую помехоустойчивость.