كامپیوتر(سخت افزار)

گر چه كامپیوترها تنها چند دهه ای است كه با ما همراهند، با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما با تأثیر تلفن ، اتومبیل و تلویزیون رقابت می كند همگی ما حضور آنها را احساس می كنیم، چه برنامه نویسان كامپیوتر و چه دریافت كنندگان صورت حساب های ماهیانه كه توسط سیستم های كامپیوتری بزرگ چاپ شده و توسط پست تحویل داده می شود تصور ما از كامپیوتر معمولا داده پ

كامپیوتر(سخت افزار)

-1- مقدمه

گر چه كامپیوترها تنها چند دهه ای است كه با ما همراهند، با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما با تأثیر تلفن ، اتومبیل و تلویزیون رقابت می كند. همگی ما حضور آنها را احساس می كنیم، چه برنامه نویسان كامپیوتر و چه دریافت كنندگان صورت حساب های ماهیانه كه توسط سیستم های كامپیوتری بزرگ چاپ شده و توسط پست تحویل داده می شود. تصور ما از كامپیوتر معمولا داده پردازی است كه محاسبات عددی را بطور خستگی ناپذیری انجام می دهد.

ما با انواع گوناگونی از كامپیوترها برخورد می كنیم كه وظایفشان را زیركانه و بطرزی آرام، كارا و حتی فروتنانه انجام می دهند و حتی حضور آنها اغلب احساس نمی شود. ما كامپیوترها را به عنوان جزء مركزی بسیاری از فرآورده های صنعتی و مصرفی از جمله،‌در سوپرماركت ها داخل صندوق های پول و ترازوها؛ در خانه، در اجاق ها، ماشین های لباسشویی، ساعت های دارای سیستم خبردهنده و ترموستات ها؛ در وسایل سرگرمی همچون اسباب بازی ها، VCR ها، تجهیزات استریو و وسایل صوتی؛ در محل كار در ماشین های تایپ و فتوكپی؛ و در تجهیزات صنعتی مثل مته های فشاری و دستگاههای حروفچینی نوری می یابیم. در این مجموعه ها كامپیوترها وظیفه «كنترل» را در ارتباط با “دنیای واقعی” ، برای روشن و خاموش كردن وسایل و نظارت بر وضعیت آنها انجام می هند. میكروكنترلرها (برخلاف میكروكامپیوترها و ریزپردازنده ها ) اغلب در چنین كاربردهایی یافت می شوند.

با وجود این كه بیش از بیست سال از تولد ریزپردازنده نمی گذرد، تصور وسایل الكترونیكی و اسباب بازیهای امروزی بدون آن كار مشكلی است. در 1971 شركت اینتل 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه كرد. مدت كوتاهی پس از آن، موتورولا، RCA و سپس MOS Technology و zilog  انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800 ، 1801 ، 6502 و Z80 عرضه كردند. گر چه این مدارهای مجتمع      IC) ها ) به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما به عنوان بخشی از یك كامپیوتر تك بورد[1] (SBC) ، به جزء مركزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند.

از این SBC ها كه بسرعت به آزمایشگاههای طراحی در كالج ها،‌دانشگاهها و شركت های الكترونیك راه پیدا كردند می توان برای نمونه از D2 موتورولا، KIM-1 ساخت MOS Technology و SDK-85 متعلق به شركت اینتل نام برد.

میكروكنترلر قطعه ای شبیه به ریزپردازنده است. در 1976 اینتل 8748 را به عنوان اولین قطعه خانواده میكروكنترلرهای MCS-48^TM معرفی كرد. 8748 با 17000 ترانزیستور در یك مدار مجتمع ،‌شامل یك CPU ،‌1 كیلوبایت EPROM ، 27 پایه I/O و یك تایمر 8 بیتی بود. این IC و دیگر اعضای MCS-48^TM  كه پس از آن آمدند، خیلی زود به یك استاندارد صنعتی در كاربردهای كنترل گرا تبدیل شدند. جایگزین كردن اجزاء الكترومكانیكی در فرآورده هایی مثل ماشین های لباسشویی و چراغ های راهنمایی از ابتدای كار، یك كاربرد مورد توجه برای این میكروكنترلرها بودند و همین طور باقی ماندند. دیگر فرآورده هایی كه در آنها می توان میكروكنترلر را یافت عبارتند از اتومبیل ها،‌تجهیزات صنعتی، وسایل سرگرمی و ابزارهای جانبی كامپیوتر(افرادی كه یك IBM PC دارند كافی است به داخل صفحه كلید نگاه كنند تا مثالی از یك میكروكنترلر را در یك طراحی با كمترین اجزاء ممكن ببینند).

توان، ابعاد و پیچیدگی میكروكنترلرها با اعلام ساخت 8051 ، یعنی اولین عضو خانوادة‌میكروكنترلرهای MCS-51^TM در 1980 توسط اینتل پیشرفت چشمگیری كرد. در مقایسه با 8048 این قطعه شامل بیش از 60000 ترانزیستور ، K4 بایت ROM، 128 بایت RAM ،‌32 خط I/O ، یك درگاه سریال و دو تایمر 16 بیتی است. كه از لحاظ مدارات داخلی برای یك IC بسیار قابل ملاحظه است، امروزه انواع گوناگونی از این IC وجوددارند كه به صورت مجازی این مشخصات را دوبرابر كرده اند. شركت زیمنس كه دومین تولید كنندة‌قطعات MCS-51^TM است SAB80515 را به عنوان یك 8051 توسعه یافته در یك بستة 68 پایه با شش درگاه I/O 8 بیتی، 13 منبع وقفه، و یك مبدل آنالوگ به دیجیتال با 8 كانال ورودی عرضه كرده است. خانواده 8051 به عنوان یكی از جامعترین و قدرتمندترین میكروكنترلرهای 8 بیتی شناخته شده و جایگاهش را به عنوان یك میكروكنترلر مهم برای سالهای آینده یافته است.

این كتاب درباره خانواده میكروكنترلرهای MCS-51^TM نوشته شده است فصل های بعدی معماری سخت افزار و نرم افزار خانواده MCS-51^TM را معرفی می كنند و از طریق مثالهای طراحی متعدد نشان می دهند كه چگونه اعضای این خانواده می توانند در طراحی های الكترونیكی با كمترین اجزاء اضافی ممكن شركت داشته باشند.

در بخش های بعدی از طریق یك آشنایی مختصر با معماری كامپیوتر، یك واژگان كاری از اختصارات و كلمات فنی كه در این زمینه متداولند (و اغلب با هم اشتباه می شوند) را ایجاد خواهیم كرد. از آنجا كه بسیاری اصطلاحات در نتیجة تعصب شركت های بزرگ و سلیقه مؤلفان مختلف دچار ابهام شده اند،‌روش كار ما در این زمینه بیشتر عملی خواهد بود تا آكادمیك.

---

جهت دریافت فایل كامپیوتر(سخت افزار) لطفا آن را خریداری نمایید