MCS-51 (1031646), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В режиме проверкивнутреннего ПЗУ выводы Р2.0 - Р2.6используются как вход адреса А8-А14.Вывод Р2.7 - разрешение чтения ПЗУ: Е29РМЕРазрешение программной памяти30АLЕ31DЕМА32-39Р0.7-Р0.040UссВыходной сигнал разрешения фиксацииадреса. При программировании РПЗУсигнал: PROGБлокировка работы с внутренней памятью. При программировании РПЗУ подается сигнал UРR8-разрядный двунаправленный порт Р0.Шина адреса/данных г работе с внешней памятью. Выход данных D7-D0 врежиме проверки внутреннего ПЗУ(РПЗУ).Вывод питания от источника напряжения +5 ВТипвход/ выходвходвход/ выходвходвыходвходвходвходвходвыходвыходвыход входвход/ выходвыходвход/ выходвход/ выходвход/ выход102.2.1. Блок управления. Синхронизация микроЭВМ. Регистр РСОN.Режимы уменьшенного энергопотребленияБлок управления предназначен для выработки синхронизирующих и управляющихсигналов, обеспечивающих координацию совместной работы блоков ОМЭВМ во всех допустимых режимах ее работы.В состав блока управления входят: устройство выработки временных интервалов,логика ввода-вывода, регистр команд, регистр управления потреблением, дешифратор команд, ПЛМ и логика управления ЭВМ.Устройство выработки временных интервалов .предназначено для формирования ивыдачи внутренних синхросигналов фаз, тактов и циклов.
Количество машинных цикловопределяет продолжительность выполнения команд. Практически все команды ОМЭВМвыполняются за один или два машинных цикла, кроме команд умножения MUL А, В и деления DIV А, В, продолжительность выполнения которых составляет четыре машинныхцикла. Машинный цикл имеет фиксированную длительность и содержит шесть состоянийS1—S6, каждое из которых по длительности соответствует такту, и, в свою очередь, состоит из двух временных интервалов, определяемых фазами Р1 и Р2. Длительность фазыравна периоду следования внешнего сигнала ВQ, являющегося первичным сигналом синхронизации ОМЭВМ.
Сигнал ВQ вырабатывается либо встроенным тактовым генератором ОМЭВМ при подключении к ее выводам 18 (ВQ2) и 19 (ВQ1) кварцевого резонатораили RС-цепочки, либо внешним источником тактовых сигналов.Схема подключения кварцевого резонатора и RС-цепочки к выводам ОМЭВМ ВQ2и ВQ1 показана на рис. 2.2в. Схема подключения внешнего источника тактовых сигналовпоказана на рис. 2.2г.
Источник тактовых сигналов должен обеспечивать следующие характеристики внешнего синхросигнала ОМЭВМ:—длительность низкого уровня сигнала — не менее 20 нc;—длительность высокого уровня сигнала — не менее 20 нc;—времена фронтов нарастания и спада сигнала — не более 20 нc.Как видно из рис.
2.2г, внешний синхросигнал для n-МОП ОМЭВМ (серия 1816подается на вывод 18 (BQ2), а для КМОП ОМЭВМ (серия 1830) — на вывод При этомнеобходимо обеспечивать требуемые уровни напряжения .синхросигнала, значениякоторых приведены в таблице 2.24.На рис. 2.2д показаны общем виде внутренние генераторы n-МОП и КМОП семейства МК51.
ВQ1 и BQ2 являются соответственно входом и выходом инвертирующегоусилителя, который может быть включен в режим генератора при подключении к выводамВQ1 и ВQ2 резонатора или LС-цепочки (рис. 2.2в).Показанный на рис. 2.2д сигнал RD задается установкой одноименного бита в регистре PCON для перевода ОМЭВМ в режим микропотребления.1112Рисунок 2.2с иллюстрирует формирование машинных циклов ОМЭВМ. Все машинные циклы ОМЭВМ одинаковы, состоят из 12 периодов сигнала BQ, начинаются фазой S1Р1 и заканчиваются фазой S6Р2. Дважды за один машинный цикл формируется сигнал АLЕ.
На рис. 2.2з показана диаграмма внешнего синхросигнала ОМЭВМ.Логика ввода-вывода предназначена для приема и выдачи сигналов, обеспечивающих обмен информацией ОМЭВМ с внешними устройствами через порты вводавывода Р0—РЗ.Регистр команд предназначен для записи и хранения 8-ми разрядного кода операции выполняемой команды, который с помощью дешифратора команд преобразовывается в 24-х разрядный код для ПЛМ, с помощью которой вырабатываетсянабор микроопераций в соответствии с микропрограммой выполнения команды.Регистр команд программно не доступен.Конструкция регистра управления потреблением (РСОН) определяетсятехнологией изготовления ОМЭВМ: n-МОП или КМОП.Для варианта изготовления по технологии n-МОП (серия .1816) регистр РСОN имеет всего 1 бит, управляющий скоростью передачи последовательного порта SМОD.Для варианта изготовления до технологии kМОП (серия 1830) обозначение разрядов регистра РСОN приведено в таблице 2.3, а назначение разрядов в таблице 2.4.Для n-МОП и kМОП ОМЭВМ расположение и назначение разряда SMOD идентичны.Все биты регистра РСОN программно доступны по записи ("0" и "1") и чтению.Функции бита SMOD подробно рассмотрены при описании работы последовательного порта.Таблица 2.3Биты7Обозначение SMOD6-5-4-3GF12GF01РD0IDLТаблица 2.4Биты7НаименованиеSMODНазначение битовПримечаниеБит удвоения скорости передачи: При работе последовапри установке в "1" - скорость пе- тельного портаредачи удваивается6—Резервный5—Резервный4—Резервный3GF1Флаг общего назначения2GF0Флаг общего назначения1РDБит включения режима микропоЕсли в РD и IDL однотребления :временно записана "1","1" - режим микропотребленияпреимущество имеет РD0IDLБит холостого хода "1"- режимхолостого ходаБиты PCON c номерами 4-6 зарезервированы для дальнейшего расширения семейства.
При чтении значение этих разрядов не определено. Программист не должен записывать «1» в эти биты, т. к. они могут использоваться в будущих разработках ОМЭВМ семейства МК51 для задания новых функций В этом случае пассивное значение битов 4 - 6будет "0", а активное - "1"Биты GF1 и GF0 пользователь может задействовать по своему усмотрению. ВОМЭВМ семейства МК51, выполненных по КМОП технологии имется два режима13уменьшенного энергопотребления: режим холостого хода и режим микропотребления. Источником питания в этих режимах является вывод UссРежимы уменьшенного потребления для kМОП ОМЭВМ инициируются установкой битов PD и IDL в регистре PCON. Воздействие этих битов на аппаратуру ОМЭВМ показано на рис. 2.2ж.Режим холостого хода. Инструкция, которая устанавливает PCON.0=1 (IDL), является последней инструкцией, выполняемой перед переходом в режим холостого хода.
Вэтом режиме блокируются функциональные узлы центрального процессора (CPU), что иуменьшает энергопотребление. Сохраняются состояния указателя стека, программногосчетчика, PSW, аккумулятора и всех других регистров, а также внутреннего ОЗУ данных.Для окончания режима холостого хода имеются два способа. Активизация любогоразрешенного прерывания автоматически приведет к установке PCON.0=0, оканчивая режим холостого хода.
После исполнения команды RETI (выход из подпрограммы обслуживания прерывания) будет исполнена команда, которая следует за командой, переведшейОМЭВМ в режим холостого хода.Биты GF0 и GF1 удобно использовать для индикации режима, в котором была вызвана программа обработки прерывания: произошло это при нормальной работе ОМЭВМили в режиме холостого хода. К примеру, команда, вызывающая режим холостого хода,может также устанавливать один или несколько флагов (GF0, GF1 или каких-либо других). Программа обработки прерывания, проверяя эти флаги, может определить предысторию своего вызова.Другим способом окончания режима холостого хода является аппаратный сброс повходу RST длительностью не менее двух машинных циклов.14Активный сигнал сброса на выводе RST асинхронно сбрасывает бит IDL (PCON.
0). Поскольку тактовый генератор работает, ОМЭВМ сразу после сброса IDL начинает выполнять программу с команды, следующей за командой, вызвавшей режим холостого хода. Между сбросом бита IDL и моментом, когда включится внутренний алгоритм сброса,может пройти до двух машинных циклов выполнения программы. Внутренние аппаратные средства ОМЭВМ блокируют доступ к внутренней памяти данных в течение указанного времени, но не блокируют доступ к портам. Если при этом изменение информациина портах нежелательно, то необходимо следить, чтобы за командой, которая устанавливает бит IDL, не следовала непосредственно команда, записывающая информацию в портили во внешнюю память данных.Режим микропотребления. Инструкция, которая устанавливает PCON.1=1 (PD),является последней выполняемой командой перед переходом в режим микропотребления.В этом режиме задающий генератор выключается, прекращая тем самым работу всех узлов ОМЭВМ и сохраняется только содержимое ОЗУ.Единственным выходом из этого состояния является аппаратный сброс RST.В этом режиме работы напряжение Ucc может быть уменьшено до 2В и должнобыть восстановлено до номинального перед выходом из режима микропотребления.Сброс следует удерживать в активном состоянии не менее 10 мс (время восстановления работы задающего генератора).При записи IDL=1 и PD=1 преимущество имеет бит PD.В табл.
2.4а представлены состояния выводов ОМЭВМ в режимах холостого хода имикропотребления.Таблица 2.4а. Состояния выводов ОМЭВМ в режимах холостого хода и микропотребленияРежимПамятьALEPME Порт Р0 Порт Р1 Порт Р2 Порт РЗпрограммХолостого ходаВнутренняя 11Данные Данные Данные ДанныеХолостого ходаВнешняя1Микропотребления Внутренняя 0Микропотребления Внешняя0100ZДанныеZДанныеДанныеДанныеАдресДанныеДанныеДанныеДанныеДанныеРежим пониженного потребления для ОМЭВМ серии 1816 (n-МОП).
Во времянормальной работы внутреннее ОЗУ питается от Ucc. Однако для ОМЭВМ серии 1816 семейства МК51, если напряжение на выводе RST превышает UСС, оно становится источником питания для ОЗУ. Это реализовано с помощью двух внутренних диодов, с катодовкоторых берется питание ОЗУ, а аноды подключены соответственно ко входу RST и к выводу питания ОМЭВМ Ucc. Необходимо подчеркнуть, что для kМОП ОМЭВМ данныйрежим отсутствует.Логика управления ЭВМ в зависимости от режима работы ОМЭВМ вырабатываетнеобходимый набор управляющих сигналов.2.2.2. Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Регистр PSWАЛУ представляет собой параллельное восьмиразрядное устройство обеспечивающее выполнение арифметических и логических операций, а также операции логическогосдвига, обнуления, установки и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
