Международная система единиц

Подробности: Категория: Метрология

В 1954 году X Генеральная конференция по мерам и весы утвердила основные единицы Международной системы единиц, которые должны охватывать все области науки и техники, служить основой для образования производных единиц, обеспечивать удобство для практических измерений и воспроизводиться с помощью установок и эталонов с самой большой точностью.

В 1971 году XIV Генеральная конференция по мерам и весы утвердила седьмую основную единицу количества вещества — моль.

В 1997 году Госстандарт Украины постановил постановление о введении в государстве Международной системы единиц (SI) ГСТУ 3651.097 "Метрология. Единицы физических величин. Основные единицы физических величин Международной системы единиц Основные названия, положение и обозначение".

Преимуществами Международной системы единиц SI нужно определить такие:

• универсальность, которая обеспечивает ее использование в науке, технике и хозяйстве;

• унифицированность единиц для всех видов измерения;

• когерентность (согласованность) системы: коэффициенты пропорциональности в физических уравнениях для определения производных величин равняются единице;

• использование удобных для практических измерений основных и производных единиц;

• четкое размежевание единиц массы (килограмм) и силы
(ньютон);

• упрощенная запись уравнений и формул благодаря отсутствию переходных коэффициентов переведения с одной системы в другую;

• лишение необходимости определять все системы единиц;

• содействие развития межгосударственных научно-технических и экономических связей.

3.1. Основные единицы системы SI .

Основные единицы системы SI с сокращенными обозначениями украинскими и латинскими буквами приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Основные единицы системы SI
Величина	Единица измерения	Сокращенные обозначения единиц
		Русские	Латинские
Длина	метр	м	m
Масса	килограмм	кг	kg
Время	секунда	с	s
Сила электрического тока	ампер	А	А
Термодинамическая температура	кельвин	К	К
Сила светлая	кандела	кд	kd
Количество вещества	моль	моль	mol

Определение основных единиц согласно решению Генеральной конференции по мерам и весы:

метр — длина пути, который проходит свет в вакууме за 1/29979245 часть секунды;

килограмм — единица массы, которая равняется массе Международного прототипа килограмма;

секунда — 9 192 631 770 периодов излучения перехода между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133;

ампер — сила неизменного тока, какой, проходя через два параллельных прямолинейных проводника бесконечной длины и слишком малого круглого перереза, которые размещены на расстояния метра друг от друга в вакууме, образовали бы между проводниками силу в 2-10~⁷Н на каждый метр длины;

кельвин — единица термодинамической температуры — 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды;

кандела — сила светлая, что излучается из площади в 1/600 000 м ² перереза полного излучателя в перпендикулярном до этого перереза направления при температуре затвердения платины и давления 101 325 Па;

моль — количество вещества, которая вмещает столько же молекул (атомов, частичек), сколько вмещается атомов в нуклиде углерода-12 массой в 0,012 кг.

Случайные новости

2.1.2. Резидентная память

Память программ и память данных, размещенные на кристалле МК51, физически и логически разделены, имеют различные механизмы адресации, работают под управлением различных сигналов и выполняют различные функции.

Память программ (ПЗУ или СППЗУ) имеет емкость 4 Кбайта и предназначена для хранения команд, констант, управляющих слов инициализации, таблиц перекодировки входных и выходных переменных и т.п. РПП имеет 16-битную шину адреса, через которую обеспечивается доступ из счетчика команд или из регистра-указателя данных. Последний выполняет функции базового регистра при косвенных переходах по программе или используется в командах, оперирующих с таблицами.

Память данных (ОЗУ) предназначена для хранения переменных в процессе выполнения прикладной программы, адресуется одним байтом и имеет емкость 128 байт. Кроме того, к адресному пространству РПД примыкают адреса регистров специальных функций (РСФ), которые перечислены в табл. 2.1.

Память программ, так же как и память данных, может быть расширена до 64 Кбайт путем подключения внешних БИС.

Аккумулятор и ССП. Аккумулятор является источником операнда и местом фиксации результата при выполнении арифметических, логических операций и ряда операций передачи данных. Кроме того, только с использованием аккумулятора могут быть выполнены операции сдвигов, проверка на нуль, формирование флага паритета и т.п.

Таблица 2.1 - Блок регистров специальных функций

Символ		Наименование	Адрес
*	АСС	Аккумулятор	0Е0Н
*	В	Регистр-расширитель аккумулятора	0F0H
*	PSW	Слово состояния программы	0D0H
	SP	Регистр-указатель стека	81Н
	DPTR	Регистр-указатель данных (DPH)	83Н
		(DPL)	82Н
*	РО	Порт 0	80Н
*	Р1	Порт 1	90Н
*	Р2	Порт 2	0А0Н
*	РЗ	ПортЗ	0В0Н
*	IP	Регистр приоритетов	0В8Н
*	IE	Регистр маски прерываний	0А8Н
	TMOD	Регистр режима таймера/счетчика	8911
*	TCON	Регистр управления/статуса таймера	88Н
	THO	Таймер 0 (старший байт)	8СН
	TLO	Таймер 0 (младший байт)	8АН
	TH1	Таймер 1 (старший байт)	8DH
	TL1	Таймер 1 (младший байт)	8ВН
	SCON	Регистр управления приемопередатчиком	98Н
	SBUF	Буфер приемопередатчика	99Н
	PCON	Регистр управления мощностью	87Н

Примечание. регистры имена которых отмечены знаком (*), допускают адресацию отдельных бит.

Таблица 2.2 - Формат слова состояния программы (ССП)

Символ	Позиция	Имя и назначение
С	PSW.7	Флаг переноса. Устанавливается и сбрасывается аппаратурными средствами или программой при выполнении арифметических и логических операций
АС	PSW.6	Флаг вспомогательного переноса. Устанавливается и сбрасывается только аппаратурными средствами при выполнении команд сложения и вычитания и сигнализирует о переносе или заеме в бите 3
F0	PSW.5	Флаг 0. Может быть установлен, сброшен или проверен программой как флаг, специфицируемый пользователем
RS1 RS0	PSW.4 PSW.3	Выбор банка регистров. Устанавливается и сбрасывается программой для выбора рабочего банка регистров (см. примечание)
OV	PSW.2	Флаг переполнения. Устанавливается и сбрасывается аппаратурно при выполнении арифметических операций
-	PSW.1	Не используется
Р	PSW.0	Флаг паритета. Устанавливается и сбрасывается аппаратурно в каждом цикле команды и фиксирует нечетное/четное число единичных бит в аккумуляторе, т.е. выполняет контроль по четности

Примечание. Выбор рабочего банка регистров

RS1

RS0

Банк

Границы адресов

00Н-07Н

08H-0FH

10Н-17Н

18Н -1FH

При выполнении многих команд в АЛУ формируется ряд признаков операции (флагов), которые фиксируются в регистре ССП. В табл. 2.2 приводится перечень флагов ССП, даются их символические имена и описываются условия их формирования.

Наиболее "активным" флагом ССП является флаг переноса, который принимает участие и модифицируется в процессе выполнения множества операций, включая сложение, вычитание и сдвиги. Кроме того, флаг переноса (С) выполняет функции "булевого аккумулятора" в командах, манипулирующих с битами. Флаг переполнения (OV) фиксирует арифметическое переполнение при операциях над целыми числами со знаком и делает возможным использование арифметики в дополнительных кодах. АЛУ не управляет флагами селекции банка регистров (RS0, RS1), и их значение полностью определяется прикладной программой и используется для выбора одного из четырех регистровых банков.

Широкое распространение получило представление о том, что в микропроцессорах, архитектура которых опирается на аккумулятор, большинство команд работают с ним, используя адресацию "по умолчанию" (неявную). В МК51 дело обстоит иначе. Хотя процессор в МК51 имеет в своей основе аккумулятор, однако он может выполнять множество команд и без участия аккумулятора. Например, данные могут быть переданы из любой ячейки РПД в любой регистр, любой регистр может быть загружен непосредственным операндом и т.д. Многие логические операции могут быть выполнены без участия аккумулятора. Кроме того, переменные могут быть инкрементированы, декрементированы и проверены (test) без использования аккумулятора. Флаги и управляющие биты могут быть проверены и изменены аналогично.

Регистры-указатели. 8-битный указатель стека (РУС) может адресовать любую область РПД. Его содержимое инкрементируется прежде, чем данные будут запомнены в стеке в ходе выполнения команд PUSH и CALL. Содержимое РУС декрементируется после выполнения команд POP и RET. Подобный способ адресации элементов стека называют прединкрементным/постдекрементным. В процессе инициализации МК51 после сигнала СВР в РУС автоматически загружается код 07Н. Это значит, что если прикладная программа не переопределяет стек, то первый элемент данных в стеке будет располагаться в ячейке РПД с адресом 08Н.

Двухбайтный регистр-указатель данных (РУД) обычно используется для фиксации 16-битного адреса в операциях с обращением к внешней памяти. Командами МК51 регистр-указатель данных может быть использован или как 16-битный регистр, или как два независимых 8-битных регистра (DPH и DPL).

Таймер/счетчик. В составе средств МК51 имеются регистровые пары с символическими именами TH0, TL0 и ТН1, ТL1, на основе которых функционируют два независимых программно-управляемых 16-битных таймера/счетчика событий.

Буфер последовательного порта. Регистр с символическим именем SBUF представляет собой два независимых регистра - буфер приемника и буфер передатчика. Загрузка байта в SBUF немедленно вызывает начало процесса передачи через последовательный порт. Когда байт считывается из SBUF, это значит, что его источником является приемник последовательного порта.

Регистры специальных функций. Регистры с символическими именами IP, IE, TMOD, TCON, SCON и PCON используются для фиксации и программного изменения управляющих бит и бит состояния схемы прерывания, таймера/счетчика, приемопередатчика последовательного порта и для управления мощностью электропитания МК51.