Как проектировать электронные схемы

Каждый пользователь может изменить приведенную ниже программу по своим потребностям. Например, удается повысить надежность связи, если настроить модем так, чтобы номер абонента набирался несколько раз, до тех пор пока сообщение не будет получено. При необходимости можно задать условия выхода из программы (нажатие на определенную клавишу, заданное количество звонков и т.д.).

СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ

В информационной системе, сколь бы совершенной она ни была, результат выполняемой элементарной операции сводится к наличию или отсутствию на выходе напряжения заданного уровня (что интерпретируется как 1 или 0). Эти двоичные элементы соединяются с другими, образуя слово. Наиболее старые компьютеры, так же как и подавляющее большинство современных микроконтроллеров, манипулируют восьмибитными словами, которые также называются байтами. Новейшие системы работают с 32-битными словами, что наряду с очень высокими рабочими частотами резко расширяет их возможности. Но следует помнить, что даже в эпоху мультимедийных систем элементарные операции все равно сводятся к двоичным вычислениям.

Листинг (текст, написанный на специальном языке) любой программы содержит команды для микропроцессора, а также исходные данные и операторы. Как правило, во всех этих элементах программы используется шестнадцатеричная система счисления. Минимизированная форма записи одного байта состоит из двух знаков, за которыми следует буква Н. Это правило должно строго соблюдаться во избежание путаницы с другим системами счисления. Таким образом, число 48 имеет совершенно другое значение, чем 48Н. Кроме того, шестнадцатеричное число следует обозначать при помощи двух цифр. Например, числа 0Н и 00Н обозначают одну и ту же величину, но список, состоящий из множества чисел, написанных разными способами, при преобразованиях приобретает трудночитаемый вид (рис. 4.1).

Следует иметь в виду, что программисту иногда приходится манипулировать числами из разных систем счисления. К этому прибегают либо для облегчения считывания, либо по необходимости: например, нужно задать однобитный код входа/выхода (0 для входа и 1 для выхода). На рисунке показано, как преобразовать двоичное число в шестнадцатеричное, заполняя отдельные ячейки нулями или единицами и присваивая затем каждой единице значение из соответствующего столбца.

Преобразование шестнадцатеричного числа в десятичное состоит в умножении десятичного эквивалента первого знака на 16 и добавлении к нему десятичного эквивалента второго знака. Таким образом, 48Н равняется 64 (4 х 16) + 8, то есть 72. Для обратного преобразования (из десятичной системы в шестнадцатеричную) десятичное число нужно разделить на 16, вычесть первый знак (целую часть от деления) и умножить остаток на 16. Таким образом, десятичное число 249 в шестнадцатеричной системе записывается как F9H, поскольку 249/16 = 15,5625, откуда вычитается первый знак (F, то есть 15 в десятичной системе), а затем остаток 0,5625 умножается на 16, что дает в результате 9.

Другие преобразования вытекают из основных операций, рассмотренных выше. Например, число 249 или F9H в двоичной системе принимает вид 11111001, поскольку F соответствует 15 = 8 + 4 + 2 + 1, а 9 = 8 + (0 х 4) + (0 х 2) + 1. Для тренировки можно поупражняться с таблицей преобразований, а также с таблицей кодов ASCII для наиболее распространенных символов.

IВМ-СОВМЕСТИМЫЕ ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ

Добавление микросхем ЗУ

Увеличить объем оперативной памяти IBM-совместимого компьютера несложно — достаточно добавить на его материнскую плату несколько колодок с микросхемами ЗУ (это небольшие печатные платы со специальным разъемом, к которым припаяны интегральные КМОП схемы).

Как правило, материнскую плату не оснащают одной колодкой и не добавляют их по одной. Например, увеличение памяти на 16 Мбайт необязательно будет успешным при добавлении одной колодки с микросхемами емкостью 16 Мбайт, так как одна колодка может быть не распознана компьютером. Лучше добавить две идентичные колодки по 8 Мбайт.

Убедиться в успешной установке можно во время тестирования памяти компьютером, что происходит сразу после включения. В случае неудачи прежде, чем разбирать схему, стоит проверить конфигурацию или попытаться настроить ее с помощью программы установки SETUP (войти в программу обычно можно на стадии загрузки операционный системы, нажав на клавишу Delete). Иногда для решения проблемы достаточно всего-навсего установить нужные значения.

Звуковые сигналы при загрузке компьютера

При включении питания, если тестирование узлов не выявляет каких-либо неполадок, IBM-совместимый компьютер выдает одиночный звуковой сигнал. Если на этой стадии возникают проблемы, но устройство отображения (монитор и видеокарта) функционирует нормально, на экране появляется сообщение о причине сбоя.

Если изображение отсутствует, компьютер выдает код ошибки в виде ряда звуковых сигналов, состоящего из трех серий, причем каждая серия содержит в себе от одного до четырех сигналов. Например, код 1-3-3 означает, что подается один сигнал, далее следует пауза, затем звучат три сигнала друг за другом, пауза и снова три сигнала подряд.

Такие коды, как правило, не стандартизированы. Кроме того, в последних моделях компьютеров подобные сигналы используются реже. Поэтому рекомендуется еще до появления проблем ознакомиться с технической документацией или проконсультирораться с поставщиком компьютера. Ниже приведены примеры кодов некоторых часто используемых звуковых сигналов:

1 — тестирование прошло нормально, ошибок не обнаружено;

1-1-4 — ошибка в ПЗУ BIOS (серьезная);

1-3-1 — сбой в системе охлаждение ОЗУ (проверить колодку HS);

3-2-4 — ошибка при проверке драйвера клавиатуры (сменить клавиатуру?);

3-3-4 — сбой при проверке памяти монитора (неисправна видеокарта?);

3-4-1 — сбой при инициализации монитора (неисправна видеокарта?).

Материнская плата с напряжением питания 5 В

Долгое время напряжение питания микропроцессоров, используемых в IBM-совместимых компьютерах, оставалось равным 5 В. Затем по некоторым причинам, главным образом для уменьшения мощности, потребляемой переносными компьютерами, это напряжение снизилось до 3,5, а потом и до 3,2 В. Иногда оно может принимать самые различные значения.

Разумеется, в соответствии с этими нововведениями были модифицированы и материнские платы. Некоторые из них оснастили надлежащим образом задолго до того, как низкие напряжения питания стали частым явлением. Однако многие платы (ради снижения стоимости) были рассчитаны только на напряжение 5 В и лишены стабилизатора для понижения напряжения.

Сегодня, когда встает необходимость обновить микропроцессор, возникают сложности с платами предыдущих поколений. Почти все современные процессоры работают при низком напряжении питания, которое указывается на корпусе. В противном случае поставщик обязан предупредить покупателя.

Прежде чем решиться на приобретение бывшей в использовании материнской платы с рабочим напряжением на 5 В, следует уточнить, есть ли на ней свободное место рядом с микропроцессором. Речь идет о серии контактных площадок, предназначенных для размещения микросхемы стабилизатора в корпусе типа Т0220 (в горизонтальном положении), а также нескольких резисторов. Иногда удается найти место и для колодки двухрядных разъемов, в которые можно вставить одну или несколько перемычек для выбора нужного напряжения питания. Модель LT1086CT, приведенная на рис. 4.2, принадлежит к категории стабилизаторов, способных обеспечить требуемое выходное напряжение при входном напряжении 5 В.