Контроллеры семейства МК51. Реферат. Информатика, ВТ, телекоммуникации.
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Контроллеры семейства МК51
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
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
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)
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.
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.
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.
Регистр управления
приемопередатчиком
Формат слова состояния
программы (PSW)
Флаг переноса.
Устанавливается и аппаратурными средствами или программой при выполнении
арифметических и логических операций
Флаг вспомогательного
переноса. Устанавливается и сбрасывается только аппаратурными средствами при
выполнении команд сложения и вычитания и сигнализирует о переносе или заеме в
бите 3
Флаг 0. Может быть
установлен, сброшен или проверен программой как флаг специфицируемый
пользователем
Выбор банка регистров.
Устанавливается и
сбрасывается аппаратно при
выполнении арифметических операций
Флаг переполнения.
Устанавливается и сбрасывается аппаратно при выполнении арифметических
операций
Флаг паритета.
Устанавливается и сбрасывается аппаратно в каждом цикле команды и фиксирует
нечетное/четное число единичных бит в аккумуляторе, т.е. выполняет контроль
по четности (PSW.0)
Центральный процессор МК51 содержит
специальную логику для выполнения ряда однобитных операций, в которых роль
аккумулятора реализует флажок переноса СУ. Для хранения булевых данных в
архитектуре МК51 предусмотрено отдельное прямо адресуемое пространство BSEG
(256 бит), которое физически совмещено с прямо адресуемой частью внутренней
памяти данных и областью специальных регистров. Hапример, аккумулятор A,
доступный как элемент регистровой памяти, может быть прямо адресован и как
элемент пространства специальных регистров (адрес 0E0h), и как область битов с
адресами 0E0h...0E7h. При этом битовый адрес 0E0h относится к младшему разряду
аккумулятора.
Размещенные в области специальных
регистров четыре 8-разрядных псевдодвунаправленных порта ввода-вывода совмещены
с битовым пространством, что обеспечивает доступ к отдельным их разрядам
независимо друг от друга.
В составе МК1 введен дуплексный
периферийный связной адаптер, который может быть запрограммирован для работы в
одном из четырех основных режимов:
0 синхронный последовательный ВВ со
скоростью OSC/12;
1 асинхронный с 10-битовым кадром и
переменной скоростью передачи;
2 асинхронный с 11-битовым кадром и
фиксированной скоростью передачи
3 асинхронный с 11-битовым кадром и
переменной скоростью передачи.
Через универсальный асинхронный
приемопередатчик (УАПП) осуществляется прием, передача информации,
представленной последовательным кодом, в полном дуплексном режиме обмена. В
состав УАПП входят принимающий и передающий сдвигающие регистры, а также
специальный буферный регистр (SBUF) приемопередатчика. Запись байта в буфер
приводит к автоматической переписи байта в сдвигающий регистр и инициирует
начало передачи байта. Наличие буферного регистра приемника позволяет совмещать
операцию чтения ранее принятого байта с приемом очередного байта. Если к
моменту окончания приема байта предыдущий байт не был считан из SBUF, то он
будет потерян.
Управление режимом работы УАПП
осуществляется через специальный регистр с символическим именем SCON. Этот
регистр содержит не только управляющие биты, определяющие режим работы
последовательного порта, но и девятый бит принимаемых или передаваемых данных
(RB8 и TB8) и биты прерывания приемопередатчика (RI и TI).
Два программируемых 16-битных
таймера/счетчика (Т/С0 и Т/С1) могут быть использованы в качестве таймеров или
счетчиков внешних событий. При работе в качестве таймера содержимое Т/С
инкрементируется в каждом машинном цикле. При работе в качестве счетчика
содержимое Т/С инкрементируется под воздействием перехода из 1 в 0 внешнего
входного сигнала, подаваемого на соответствующий (Т0, Т1) вывод МК51. Так как
на распознавание перехода требуется два машинных цикла, то максимальная частота
подсчета входных сигналов равна 1/24 частоты резонатора. На длительность
периода входных сигналов ограничений сверху нет. Для гарантированного прочтения
входного считаемого сигнала он должен удерживать значение 1 как минимум в
течение одного машинного цикла.
Бит выбора режима таймера
или счетчика событий.
Структурная схема работы T/C0 (T/C1)
Режимы 0 и 1
(режим 0 для
совместимости
с МК48 13-ти
разрядный)
Внешние прерывания INT0 и INT1 могут быть
вызваны либо уровнем, либо перепадом сигнала из 1 в 0 на входах МК51 в
зависимости от значений управляющих бит IT0 и IT1 в регистре TCON.
Прерывания могут быть вызваны или отменены программой, так
как все рассмотренные выше флаги прерываний программно-доступны и могут быть
установлены/сброшены программой с тем же результатом, как если бы они были
установлены/сброшены аппаратурными средствами.
В блоке регистров специальных функций есть два регистра,
предназначенных для управления режимом прерываний и уровнями приоритета. Их
символические имена IE и IP соответственно.
1. Проектирование цифровых устройств на
однокристальных микроконтроллерах / В.В.Сташин, А.В.
Урусов, О.Ф. Мологонцева. - М.:Энергоатомиздат,
1990. - 224 с.
2. Кобылинский А.В., Липовецкий Г.П.
Однокристальные микроЭВМ серии МК1816 // Микропроцессорные средства и
системы. 1986. №1. С.10
3. МикроЭВМ: В 8
кн.: пособие / Под. ред. Л.Н.
Преснухина. Кн. 7. Учебные стенды / Ю.И. Волков, В.Л.
Горбунов, Д.И. Панфилов, С.Г. Шаронин. - М.: Высш.
шк., 1988. - 224 с.: ил.
Похожие работы на - Контроллеры семейства МК51 Реферат. Информатика, ВТ, телекоммуникации.
Реферат На Тему Виды Наркоз
Лесков Очарованный Странник Концепция Народного Характера Реферат
Памятники Культуры Это Определение Для Сочинения
Сочинение Рассуждение По Рассказу Яковлева Юрия Борисовича
Реферат: History Of Journalism Essay Research Paper History
Лекция На Тему Организационные Договоры В Торговом Обороте
Реферат по теме Компютърните вируси
Контрольная работа по теме Синтез и применение мультиплексоров
Законы И Теории Электродинамики Реферат
Реферат: Проблемы формирования идеологии в России
Сочинение Про Войну Кратко
Курсовая работа по теме Диагностика психологической готовности к школе
Максимизация прибыли в условиях ООО "Бизон"
Аттестационная Работа Стоматолога На Категорию
Реферат по теме Меркантилизм
Курсовая работа по теме Ценообразование российских фирм
Дипломная работа по теме Криминалистическая характеристика убийств, совершенных в сельской местности (по материалам Каргасокского района)
Курсовая работа по теме Характеристика основных факторов и методов мотивации персонала, и установление их влияния на работу коллектива отдельного предприятия
Курсовая работа по теме Порядок применения и исчисления сроков исковой давности
Реферат: Силос. Научные основы силосования и факторы влияющие на этот процесс
Реферат: Журнал "Дукля" (Словаччина, 1953–2004 рр.): організаційний, проблемно-тематичний та жанровий аспекти
Похожие работы на - Роберт Бойль
Похожие работы на - Первая доврачебная помощь при травмах на занятиях по физической подготовке