Гл3_06 (1031649), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Но, есливо время обслуживания какого либо прерывания произойдет запрос по линии с большимприоритетом, будет выполнен описанный выше цикл и стековый механизм обеспечитправильный возврат.При векторной организации прерывания линия запроса обычно одна INT, но преРябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru1061дусмотрена линия подтверждения прерывания INTE (Interrupt Enable). Микропроцессор,получив запрос:1) заканчивает очередную команду;2) заносит содержимое счетчика команд в стек;3) выставляет активный (обычно низкий) уровень на линию подтверждения прерыванияINTE;4) внешнее устройство, запросившее прерывание, в ответ на сигнал INTE должно нашину данных микропроцессора выставить свой идентификатор – адрес вектора прерывания;5) микропроцессор, выставив INTE считывает с шины данных адрес вектора прерывания и заносит его с счетчик команд РС;6) обращается к ячейке памяти, адрес которой равен вектору прерываний и из нее и рядапоследующих ячеек памяти считывает адрес входа в подпрограмму обслуживаниявозникшего прерывания (адрес первой команды кода подпрограммы);7) выполняет подпрограмму обслуживания, которая должна заканчиваться командойвозврата из прерывания (обычно в различных ассемблерах она кодируется RETI илиRTI);8) встретив команду возврата из прерывания, микропроцессор заносит в свои РС и PSWсохраненные в стеке значения и возвращается к тому месту программного кода, гдеон был до возникновения прерывания.А как при векторной организации быть с приоритетом обслуживания несколькиходновременных запросов? На рис.
3.1. показана «географическая» организация приоритетов. Здесь ряд устройств,МПтребующихпрерыванияD(объектов О1 … On) подO1Onключено выходами повторителей 1 с открытым коллекV1 Di BF QiV1Vnтором к линии INT. Так что,OEINTпоявление низкого уровняINTхотя бы на одном выходе акINTEK1Kn+5V+5V тивизирует линию. Прерывание возникает при срабаINTE1тывании выключателя Кn.При этом низкий уровеньРис. 3.1.появляется на входе и, соответственно, на выходе повторителя. Получив запрос и проделав действия 1 и 2 описанноговыше алгоритма, микропроцессор активизирует INTE. Низкий уровень сигнала приходитк первому объекту. Если он не запрашивал обслуживания (выключатель К1 не замкнут),на выходе ячейки ИЛИ-НЕ объекта также низкий уровень и сигнал INTE проходит далее.Если К1 замкнут, на обоих входах ИЛИ-НЕ низкий уровень, что приведет к высокому наего выходе и сигнал INTE будет блокирован.
В тоже время, низкий уровень на обоих входах ячейки ИЛИ переведет буфер BF из высокоимпедансного (Z), в активное состояние.На входе буфера Di с помощью резистивной матрицы установлено двоичное число, соответствующее вектору прерываний объекта О1. Именно это число появится на выходе буфера и на шине данных микропроцессора. Ему остается только проделать пункт 5 и далееалгоритма обработки прерывания.Первые однокристальные микроконтроллеры были выпущены фирмой Intel в 1979году. Это было семейство MCS-48. Основной его особенностью было разделение памятипрограмм и памяти данных.
Микроконтроллер был восьмиразрядным и содержал на кристалле резидентную оперативную память данных на 64 байта, резидентную память программ на 2 кБ, тактовый генератор, два восьмиразрядных таймера. Прерывания микроконтроллера были автовекторные, помимо двух внутренних прерываний от таймеровРябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им.
Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru107счетчиков, было предусмотрено и два внешних входа прерывания. Микросхема была упакована в сорока выводной ДИП корпус.Затем, после краткого выпуска 49-ой серии было выпущено семейство MSC-51, послужившего в некотором роде эталоном восьмиразрядного микроконтроллера. Множествофирм выпустило аналоги этого семейства, совместимые по системе команд, наличию минимального комплекта внутренних устройств, повторило и расширило архитектуру микроконтроллера.В настоящее время успехи планарной технологии позволяют выпускать уже 32-хразрядные ЧИПы - микроконтроллеры и такие широко присутствуют на рынке средств автоматизации, однако восьмиразрядные МК являются основой построения вычислительного ядра простых локальных периферийных микроконтроллеров, которые есть смысл разрабатывать при конструировании автоматизированного технологического оборудования.Более сложные и мощные МК целесообразнее подобрать готовыми, из имеющегося набора серийно выпускаемых ПЛК или одноплатных ЭВМ клона РС и плат УСО.Современные МК можно разделить на универсальные и специализированные дляавтоматизации сравнительно узкого класса объектов управления.
Деление это весьма условно, но помогает навести некоторый порядок в представленном сегодня на рынке множестве различных микроконтроллеров.Среди универсальных МК выдающееся место занимает семейство MCS-51 фирмыIntel и его аналоги. Пожалуй, это наиболее широко выпускаемая серия. Семейство MC68фирмы Motorola и его аналоги отличаются более развитой таймерной системой.Среди специализированных МК следует отметить достаточно универсальное семейство PIC12 - PIC18 фирмы Microchip, отличающиеся RISC архитектурой и развитойспециализацией под конкретные объекты (см.
П1. МК PIC).Отдельные семейства МК специализированы под частотно регулируемый асинхронный электропривод.Сейчас выделилось направление сигнальных микроконтроллеров, предназначенныхдля цифровой обработки аналоговых сигналов. MSP-контроллеры (Mixed Signal Processor)предназначены для обработки смешанных дискретно-аналоговых сигналов и специализированы для применения в различных измерительных приборах и датчиках. Часто ониимеют уникально низкое энергопотребление, поскольку рассчитаны под батарейное питание или на работу в двухпроводной токовой петле 4 – 20 мА.
Так, производимый фирмойTexas Instruments микроконтроллер MSP430FG327 является шестнадцати разрядным сRISC архитектурой и имеет в своем составе флеш-память на 32 Кб, ОЗУ на 512байт, развитую таймерную систему, 12-и разрядный АЦП с коммутатором, два 12-и разрядныхЦАП, драйвер ЖК индикатора на 128 сегментов и три операционных усилителя, выводыкоторых программно коммутируются. ОУ могут быть программно подсоединены к выводам корпуса, скоммутированы внутри МК как инструментальный усилитель с программноуправляемым усилением, как дифференциальный усилитель на двух ОУ и т.д.
И стоит такой МК менее семи долларов.Вопросы к экзамену.1. Микропроцессоры и микроконтроллеры. Общность и различие.2. Типовой портрет обобщенного микропроцессора. Регистры, способы адресации.3. Механизм прерываний типовых микропроцессоров: векторная и автовекторнаяорганизация.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им.
Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru1083.2. Микроконтроллеры семейства MCS51В настоящее время различными фирмами выпускается множество модификаций ианалогов этого семейства, как фирмой Intel, так и другими производителями, тактоваячастота и объем памяти возросли в десятки раз и продолжают повышаться. Дополняется инабор встроенных в БИС модулей, в большое число современных моделей встроен резидентный быстродействующий АЦП, имеющий до 12, а сейчас может быть и более разрядов.
Но в основе семейства МСS51 БИС 8051, 80С51, 8751, 87С51, 8031, 80С31 фирмыIntel, первые образцы которых были выпущены в 1980 году.Микроконтроллеры семейства MCS51 выполнены по высококачественной n-МОПтехнологии (серия 8ХХХ, аналог - серия 1816 в России и Белоруссии) и k-МОП технологии (серия 8ХСХХ, аналог - серия 1830). Второй символ, следующий за 8 означает: 0 –РПЗУ на кристалле нет, 7 – РПЗУ объемом 4К с ультрафиолетовым стиранием. Третийсимвол: 3 – ПЗУ на кристалле нет, 5 – если нет РПЗУ, то на кристалле масочное ПЗУ.И так 80С51 – БИС по k-МОП технологии с масочным ПЗУ на кристалле, 8031 –БИС n-МОП без памяти программ (ПЗУ, РПЗУ) на кристалле, 8751 – БИС n-МОП с резидентным (размещенным на кристалле) РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием.
Мы далее и будем рассматривать БИС 8751, делая, если нужно оговорки об отличиях другихсхем, приводя те параметры, которые были опубликованы для первых серийных БИС.Дополнительную информацию о всех современных модификациях Вы, при необходимости, можете найти в фирменных справочниках и технической документации.А. Общие характеристики и назначение выводовОснову семейство MCS51 составляет пять модификаций МК (имеющих идентичные основные характеристики), основное различие между которыми состоит в реализации памяти программ и мощности потребления (см. таблицу 3.1). Микроконтоллервосьмиразрядный, т.е. имеет команды обработки восьмиразрядных слов, имеет Гарвардскую архитектуру, тактовая частота у базовых образцов семейства составляет 12 МГц.Таблица 3.1.Микросхемы80318051875180С3180С51Внутренняяпамять программ, байт4К4К4КТип памятипрограммвнешняяПЗУРПЗУвнешняяПЗУВнутренняяпамять данных,байт128128128128128Тактовая частота,МГц12,012,012,012,012,0Ток потребления, мА150,0150,0220,018,018,0МК 8051 и 80С51 содержат масочно-программируемое при изготовлении кристаллаПЗУ памяти программ емкостью 4096 байт и рассчитаны на применение в массовой продукции.МК 8751 содержит РПЗУ емкостью 4096 байт с ультрафиолетовым стиранием иудобна на этапе разработки системы при отладке программ, а также при производстве небольшими партиями или при создании систем, требующих в процессе эксплуатации периодической подстройки.МК 8031 и 80С31 не содержат встроенной памяти программ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
