Сборка лекции, страница 7

.include "8535def.inc"

; Задание символических имен регистрам

.def temp=r19

.def temp1=r18

.def rz8=r21 ; младший байт АЦП,

.def h10=r22 ; старший байт АЦП

.cseg

.org 0

rjmp start

.org ADCCaddr

rjmp Adc

;инициализация

start:ldi temp,LOW(RAMEND)

out spl,temp

ldi temp,HIGH(RAMEND)

out sph,temp

rcall port_init

rcall adc_init

sei

loop:

rjmp loop

Adc:

in temp,sreg

push temp

in rz8,adcl

in h10,adch

sbi adcsr,adsc ;уст-ка в 1 adsc

pop temp

out sreg,temp

reti

port_init:

ldi temp,00

out ddra,temp

ldi temp,$ff

out ddrb,temp

ret

adc_init:

ldi temp,0b10001101;3 мл.разр.3.69 МГц/32

out adcsr,temp

ldi temp,$01 ; 1-й вывод КА - аналог.вх.

out admux,temp

sbi adcsr,adsc ;уст-ка в 1 adsc

ret

Микроконтроллеры INTEL.

Корпорация INTEL является пионером в области разработки и выпуска МК. По количеству выпускаемых INTEL изделий этого класса, а значит, по числу их пользователей МК почти в 10 раз превосходят микропроцессоры.

В 1976 году на рынке появился первый 8-разрядный МК 8048. В настоящее время INTEL производит несколько семейств МК, включающих в себя более сотни моделей.

Появление отечественных однокристальных МК позволило создать целый ряд унифицированных устройств, который используются в серийно выпускаемых медицинских приборах и аппаратах.

Основные технические характеристики отечественных микроконтроллеров и их зарубежных аналогов приведены в таблице, которая не включает модели серии 1830 с низким потреблением электрической энергии.

УФППЗУ – постоянное запоминающее устройство с УФ стиранием.

Микроконтроллеры семейства MCS-51.

Архитектура семейства MCS-51 фирмы INTEL была в своё время определена настолько удачно, что является сегодня фактическим стандартом на рынке 8-разрядных МК.

МК семейства MCS-51 на сегодняшний день являются самыми распространёнными среди однокристальных МК для встроенных применений, несмотря на жёсткую конкуренцию и наличие широкой гаммы альтернативных предложений. Данные МК выпускают более 20 всемирно известных фирм-производителей.

Семейство MCS-51 насчитывает около 200 модификаций, в т.ч. микросхемы повышенной производительности и контроллеры с чрезвычайно развитой периферией.

8-разрядный МК архитектуры С51, разработанной фирмой INTEL, уже много лет лидируют на мировом рынке как по количеству разновидностей, так и по количеству выпускающих их фирм.

Основными производителями «семейств» С51 являются:

• Philips

• Atmel

• Siemens

• Intel

• Winbond

• Dallas

• OKI

• Cygnal и другие.

Первый МК семейства 8051 АН (КР1816ВЕ51) по сравнению с МК 48 имел следующие преимущества:

• Объём адресуемой памяти программ и данных по 64 кБайт

• Объём внутренней памяти программ 4 кБайта

• Реализованы команды умножения и деления

• Увеличено количество линий связи и таймеров-счётчиков

• Введён последовательный интерфейс

PCA - programmable counter array.

PCA предназначен для выполнения операций счёта и определения длительности интервалов времени без участия процессора.

На рисунке приведена структурная схема МК 8051АН, которая включает следующий набор функциональных моделей:

• 8-разрядное АЛУ

• Память программ 4 кБайта

• Память данных 128 кБайт

• 4 8-разрядных программируемых канала ввода-вывода

• 2 16-битовх таймера-счётчика

• Блок прерываний

• Последовательный интерфейс

• Тактовый генератор

• Блок управления

В состав АЛУ входят:

• Аккумулятор, предназначенный для приёма и хранения результата, полученного при выполнении арифметических и логических операций.

• Регистр В, используемый во время операций умножения и деления. При выполнении других команд он может использоваться как дополнительный сверхоперативный регистр.

• Регистр состояния хранит информацию о состоянии АЛУ при выполнении программы.

P – бит четности. Аппаратно сбрасывается / устанавливается в каждом командном цикле для указания четного / нечетного количества разрядов А, находящихся в 1 состоянии;

OV – бит переполнения, аппаратно устанавливается в 1 состояние при переполнении в процессе выполнения арифметических операций;

RS0, RS1 – указатели банков рабочих регистров;

F0 - бит состояния, определяемый пользователем;

CY, AC – признаки переноса и дополнительного переноса.

Счётчик команд предназначен для формирования текущего 16-разрядного адреса программы.

Регистр указатель данных (DPTR) предназначен для хранения 16-разрядного адреса внешней памяти данных. Состоит из 2 8-разрядных программно доступных регистров.

Лекция 12. 05.12.2006.

Основное различие состоит в том, что в нашем новом МК реализована аккумуляторная архитектура.

Организация памяти.

Все МК данного семейства имеют несколько адресных пространств, функционально и логически разделённых за счёт разницы в механизмах адресации и сигнальных управлениях:

• Память программ;

• Внутренняя память данных;

• Внешняя память данных.

Память программ имеет 16-разрядную адресную шину и программный счётчик. Для МК, содержащих внутреннюю память программ, внутренняя и внешняя память разделены как 4/60 кБайт. Однако для программиста имеется только один вид памяти объёмом 64 кБайта.

(А постоянной памяти данных, как у AVR-МК, нет; адресная шина имеет ту же разрядность.)

Внутренняя память данных.

При включении питания содержимое ячеек ОЗУ будет иметь случайное значение.

Состоит из двух областей: 128 байт оперативной памяти с адресами 00-7F и области регистров специальных функций, занимающей адреса 80-FF. Внутренне ОЗУ и область регистров специальных функций физически являются отдельными устройствами.

Все ячейки внутреннего ЗУ данных могут адресоваться с использованием прямой и косвенной адресации. Младшие 32 байта сгруппированы в 4 банка по 8 регистров. Команды программы могут обращаться к регистрам, используя их имена R0-R7. Два бита ССП (слово состояния процессора) определяют, с регистрами какого банка производятся действия.

Регистры специальных функций = регистры ввода-вывода.

Следующие после банков 16 регистров (с адресами 20-2F) образуют область ячеек, к которым возможна поразрядная адресация.

Область регистров специальных функций РСФ содержит регистры:

• Портов;

• Таймеров-счётчиков;

• Управления и т.п.

Полный список регистров приведён в справочниках.

При обращении к этим регистрам используется только прямая адресация.

Адрес однобайтовый.

Порты РО,Р1,Р2,Р3 являются двунаправленными каналами ввода-вывода и образуют 32 линии связи. Каждый из каналов содержит фиксатор – защёлку, который представляет собой 8-разрядный регистр, имеющий байтовую и битовую адресацию для установки – сброса разрядов.

Адреса регистров каналов:

Р0 – 80Н (при адресации к битам 80 – 87);

Р1 – 90Н ( 90 –97);

Р2 – А0 и

Р3 – В0.

Кроме того, каналы выполняют дополнительные функции:

Через порт Р0:

• выводится младший байт адреса памяти программ и данных;

• осуществляется обмен данными с внешней памятью;

• вводится информация при программировании внутренней ППЗУ и

• производится чтение ППЗУ.

Через порт Р1:

• задается младший байт адреса при программировании и чтении внутренней памяти программ.

Через порт Р2:

• выводится старший байт адреса памяти программ и данных;

• вводятся старшие разряды адреса при программировании ППЗУ (перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство).

Линии порта Р3 выполняют следующие функции:

Р30 – R_xD, вход последовательного интерфейса;

Р31 - T_xD, выход последовательного интерфейса;

Р32 – вход 0, внешнего запроса прерывания;

Р33 - вход 1, внешнего запроса прерывания;

Р34 – вход Т0 счетчика внешних событий;

Р35 - вход Т1 счетчика внешних событий;

Р36 – WR, вывод строба записи во внешнюю память данных;

Р37 – RD, вывод строба чтения из внешней памяти данных.

У рассматриваемых МК предусмотрен только один последовательный порт.

Формирователь временных интервалов вырабатывает внутренние сигналы синхронизации.

Все команды МК, за исключением умножения и деления, выполняются за 1 или 2 машинных цикла, а исключённые команды выполняются за 4 цикла. Каждый цикл содержит 12 тактов внутреннего генератора.

Лекция 13. 12.12.2006.

Блок таймеров-счётчиков предназначен для подсчёта внешних событий и для получения программно управляемых задержек.

В состав блока входят:

• 2 16-разрядных регистра Т0 (ТН0, TL0)

• 8-разрядный регистр режимов (TMOD)

• 8-разрядный регистр управления (TCON)

Каждый из 8-разрядных регистров TH и TL имеет свой адрес и может быть использован как РОН, если таймер-счётчик не используется по назначению.

При счёте содержимое регистров инкрементируется до конечного числа FFFF.

Все регистры доступны для чтения, и контроль достижения требуемой величины счёта может выполняться программно.

В регистр режимов TMOD записывается УС, определяющие один из 4 режимов работы таймера-счётчика, работу в качестве таймера или счётчика, возможность управления внешним источником.

При работе в качестве таймера содержимое регистра ТС увеличивается на 1 в каждом машинном цикле, а цикл выполняется за 12 машинных тактов, следовательно, частота счёта равна F_гти/12.

При работе ТС в качестве счётчика внешних событий содержимое ТС инкрементируется при переходе от 1 в 0 сигнала на счётном входе МК (Т0 для ТС0 и Т1 для ТС1). Для распознавания такого перехода требуется 2 машинных цикла.

Регистр управления хранит УС, отображающее следующие признаки:

• Переполнения. Если при этом разрешено прерывание, то МК переходит к программе обслуживания прерывания, а флаги переполнения TF0, TF1 сбрасываются в 0. Биты TF0, TF1 программно доступны.

• Признаки IE0, IE1 устанавливаются аппаратно подачей сигналов на входы INT0,INT1 МК или программно и инициируют вызов программы обработки прерывания.

• Программно устанавливаемые признаки разрешения работы каждого ТС и признаки, определяющие вид сигнала прерывания (по уровню или по фронту). Данное УС может быть считано в процессор МК и проанализировано.

Блок прерываний и последовательного интерфейса ППИ предназначен для организации ввода-вывода последовательных потоков информации и организации системы прерывания программ.

Логика управления ППИ предназначена для выработки сигналов управления, обеспечивающих 4 режима работы последовательного интерфейса, и организации прерывания программы.

Последовательный интерфейс ПИ может использоваться в качестве УАПП с фиксированной или переменной скоростью обмена.

Регистр приоритетов прерываний (IP) предназначен для установки уровня приоритета прерывания для каждого из 5 источников прерывания. 1 уровень выше, 0 уровень ниже. Источники прерываний, их обозначения и разряды РПП приведены ниже.

РХ0 – внешний источник, соединённый с линией INT0, PT0.

TC0, PC0 – внешний источник, соединённый с линией INT1, PT1

ЕС1б ЗЫ – последовательный интерфейс