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
Тастанбекқызы Сара
Круговорот в природе
Венский конгресс
Экологические преступления


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ