Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Контроллеры семейства МК51



 Другие рефераты
Компьютерные технологии на примере Apple Macintosh Компьютеры SPARC-архитектуры Контроль передачи информации Контуры Photoshop

Однокристальные контроллеры семейства МК51

      Однокристальные микроконтроллеры - отдельный класс микросистем. Полный
набор их средств расположен на  одном  кристалле.  Сюда  кроме  центрального
процессора  входят  память,  подсистема  ввода-вывода,  средства   поддержки
режима реального времени (РВ). Интеграция всех  составных  частей  микро-ЭВМ
на одном кристалле  внесла  ряд  ограничений  на  принципы  ее  организации,
потребовала  новых  решений  в  развитии  ее  архитектуры,  не  свойственных
многокристальным  компоновкам.  В  результате  был   получен   новый   класс
микроконтроллеров  (МК)  с  присущими  только  ему   принципами   построения
архитектуры и структурной схемы.
      Структурная  организация,  набор  команд   и   аппаратурно-программные
средства   ввода/вывода    информации    микроконтроллеров    лучше    всего
приспособлены для решения  задач  управления  и  регулирования  в  приборах,
устройствах и системах автоматики, а не для решения задач обработки  данных.
Микроконтроллеры  не  являются  машинами  классического  "фон-неймановского"
типа, так как  физическая  и  логическая  разделенность  памяти  программ  и
памяти данных исключает возможность модификации  и/или  замены  (перегрузки)
прикладных  программ  микроконтроллеров  во   время   работы,   что   сильно
затрудняет их  использование  в  качестве  универсальных  средств  обработки
данных.
      МК51 имеет в своем составе: процессор, в  состав  которого  входят  1-
байтное АЛУ и схема аппаратурной  реализации  команд  умножения  и  деления;
стираемое ПЗУ программ емкостью 4 Кбайта, ОЗУ данных емкостью 128 байт;  два
16-битных таймера/счетчика; программируемые схемы ввода/вывода  (32  линии);
блок двухуровневого векторного прерывания от  пяти  источников;  асинхронный
канал дуплексного последовательного ввода/вывода информации со скоростью  до
375 кбит/с; генератор, схему синхронизации и управления.

               Структурная организация и система команд МК51.
Микроконтроллер  выполнен  на  основе  высокоуровневой  n-МОП  технологии  и
выпускается  в  корпусе  БИС,  имеющем  40  внешних  выводов.  Через  четыре
программируемых  порта  ввода/вывода  МК51  взаимодействует  со   средой   в
стандарте ТТЛ-схем с тремя состояниями по выходу. В  современном  исполнении
микроконтроллер может быть выполнен также в К-МОП исполнении
[pic]
                             Назначение выводов.
GND - потенциал земли;
EA/VPP - отключение резидентной памяти программ/напряжение  программирования
(21В);
VCC - основное напряжение питания +5В;
ALE/PROG  -  строб  адреса  внешней  памяти/для  подачи   уровня   GND   при
программировании;
PSEN - разрешение внешней памяти программ;
RD  -  стробирующий  сигнал  при  чтении  из  внешней  памяти   данных   или
устройства ввода/вывода;
WR - стробирующий сигнал при записи во внешнюю память данных или  устройства
ввода/вывода;
T0 - входной сигнал, опрашиваемый по командам  условного  перехода,  так  же
используется при программировании;
Т1  -  входной  сигнал,  опрашиваемый  по   командам   условного   перехода,
используется в качестве входа внутреннего счетчика внешних событий;
INT0, INT1 - сигнал запроса прерывания;
RST/VPD   -   сигнал   общего    сброса/вход    питания    при    пониженном
энергопотреблении;
RXD и TXD - входы последовательного интерфейса;
XTAL1, XTAL2 - входы подключения кварцевого резонатора;
P0, P1, P2,  P3  -  квазидвунаправленные  порты  параллельного  ввода-вывода
(порт P3 несет дополнительные функции)
                      Арифметико-логическое устройство
8-битное АЛУ может выполнять арифметические  операции  сложения,  вычитания,
умножения и деления; логические операции и, или, исключающее или, а  так  же
операции сдвига, сброса, инвертирования и  т.д.  В  АЛУ  имеются  программно
недоступные регистры  Т1  и  Т2,  предназначенные  для  временного  хранения
операндов,  схема  десятичной  коррекции  и  схема  формирования  признаков.
Важной особенностью АЛУ  является  его  способность  оперировать  не  только
байтами, но  и  битами.  Отдельные  программно  доступные  биты  могут  быть
установлены, сброшены, инвертированы, переданы, проверены и  использованы  в
логических операциях.

                             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(РПП): 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 (РПД): 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.
      Память программ, так же как и память данных, может быть  расширена  до
64 Кбайт путем подключения внешних БИС.
      В МК51 предусмотрены четыре банка по восемь рабочих регистров R0...R7;
банк  выбирается  полем  RS  в  слове  состояния  программы.  Они  выполняют
общецелевые функции по промежуточному хранению данных. По  аналогии  с  МК48
R0 и  R1  каждого  банка  реализуют  также  функцию  8-разрядных  указателей
данных.  С  помощью  набора  рабочих   регистров   существенно   уменьшается
длительность   переключения   контекстов   ЦП,   что   очень    важно    для
микроконтроллеров  реального  времени.  В  МС51   отсутствует   ограничения,
накладываемые на процедуры обслуживания прерываний, свойственные МК48.
      Память программ (64 Кбайт) - однородная линейная область,  реализуемая
как внутренними,  так  и  внешними  средствами.  Для  совместимости  с  МК48
предусмотрен ряд команд,  которые  позволяют  рассматривать  память  в  виде
набора  2-Кбайтных  банков.  Подобно  архитектуре  МК48  все  банки  рабочих
регистров,  а  также  системный  стек  располагаются  во  внутренней  памяти
данных.  Определены  два  способа  адресации  памяти:  прямой   (direct)   и
косвенный (@Ri, где i=0...1). С помощью  прямой  адресации  доступна  только
младшая адресного пространства внутренней памяти данных  (128  байт),  тогда
как косвенная обеспечивает доступ к любой ее ячейки из диапазона  256  байт.
Введение   прямой   адресации    расширило    возможности    однокристальных
микроконтроллеров по  обработки  данных.  В  частности,  появились  средства
доступа  к  рабочим  регистрам  и  системному  стеку,  интерпретируемым  как
обычные ячейки памяти.

[pic]


      Микроконтроллер МК51 имеет развитую подсистему ввода-вывода и средства
управления режимом реального времени. Для их управления  в  микроконтроллере
предусмотрен ряд регистров, которые размещены в  отдельно  прямо  адресуемом
пространстве специальных регистров (128 байт). Сюда же включены и  некоторые
регистры ЦП. Пространство специальных  регистров  вместе  с  младшей  частью
адресного пространства внутренней памяти данных  образуют  прямо  адресуемую
область.  При  этом  сначала  размещается  младшая   половина   пространства
внутренней памяти данных, а затем пространство специальных регистров.

                     Блок регистров специальных функций
|Символ            |Наименование                  |Адрес      |
|ACC               |Аккумулятор                   |0E0H       |
|B                 |Регистр-расширитель           |0F0H       |
|                  |аккумулятора                  |           |

|PSW               |Слово состояния        |0D0H             |
|                  |программы              |                 |
|SP                |Регистр-указатель стека|81H              |
|DPRT              |Регистр-указатель      |83H              |
|                  |данных (DPH)           |                 |
|                  |(DPL)                  |82H              |
|P0                |Порт 0                 |80H              |
|P1                |Порт 1                 |90H              |
|P2                |Порт 2                 |0A0H             |
|P3                |Порт 3                 |0B0H             |
|IP                |Регистр приоритетов    |0B8H             |
|IE                |Регистр маски          |0A8H             |
|                  |прерываний             |                 |
|TMOD              |Регистр режима         |89H              |
|                  |таймера/счетчика       |                 |
|TCON              |Регистр                |88H              |
|                  |управления/статуса     |                 |
|                  |таймера                |                 |
|TH0               |Таймер 0 (старший байт)|8CH              |
|TL0               |Таймер 0 (младший байт)|8AH              |
|TH1               |Таймер 1 (старший байт)|8DH              |
|TL1               |Таймер 1 (младший байт)|8BH              |
|SCON              |Регистр управления     |98H              |
|                  |приемопередатчиком     |                 |
|SBUF              |Буфер приемопередатчика|99H              |
|PCON              |Регистр управления     |87H              |
|                  |мощностью              |                 |

                   Формат слова состояния программы (PSW)
|Символ            |Позиция          |Имя и значение                 |
|C                 |PSW.7            |Флаг переноса. Устанавливается |
|                  |                 |и аппаратурными средствами или |
|                  |               
12
скачать работу


 Другие рефераты
Модемы: использование в сетях, различия в архитектуре, сравнительные характеристики, особенности эксплуатации. Нештатные ситуации и их разрешение. Диагностика и тестирование
Основные тенденции развития детского хорового творчества на современном этапе (на примере ведущих детских хоровых коллективов г.Минска)
Службы управления персоналом
Вестибулярлық аппарат, оның атқаратын қызметі


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ