F00-17 (1041601), страница 6
Текст из файла (страница 6)
В МК с архитектурой 8051 все команды, кроме MUL и DIV,исполняются за 12 или 24 системных тактовых цикла при максимальной тактовой частоте 12…24 МГц. МК сядром CIP-51 исполняют 70% своих команд за один или два системных тактовых цикла, и только четырекоманды требуют более четырех системных тактовых циклов.Система команд CIP-51 состоит из 109 команд, которые требуют от одного до восьми системныхтактовых цикла:Количество командКоличество системных тактовых циклов26150252/314373/43414/52518При работе на тактовой частоте 25 МГц производительность ядра CIP-51 может достигать 25 MIPS. Нарис.1.4 показана пиковая производительность различных 8-разрядных МК, работающих на максимальновозможных для них частотах.Рисунок 1.4.
Максимальная производительность различных микроконтроллеров25MIPS2015105CygnalCIP-51(25МГц)Page 12MicrochipPIC17C75x(33МГц)Philips80C51(33МГц)CYGNAL Integrated Products, Inc. 2002ADuC8128051(16МГц)4.2002; Rev. 1.4C8051F000/1/2/5/6/7C8051F010/1/2/5/6/71.1.3. Дополнительные возможностиМК семейства C8051F000 имеют ряд важных особенностей, которые позволяют улучшить общуюпроизводительность и упростить использование МК в конечных приложениях.21 источник прерываний (8051 имеет 7 источников прерываний) позволяют многочисленныманалоговым и периферийным модулям прерывать работу МК.
Система управления прерываниями требуетменьшего вмешательства со стороны программы, что улучшает ее производительность. Дополнительныеисточники прерываний очень полезны при построении многозадачных систем, работающих в режимереального времени.Имеется семь источников сброса: встроенная схема слежения за напряжением питания, сторожевойтаймер, детектор исчезновения тактирования, компаратор 0, принудительный программный сброс, выводCNVSTR и вывод /RST.
Вывод /RST является двунаправленным, т.е. может быть как входом внешнегосигнала сброса, так и выходом сигнала сброса, сгенерированного внутри МК схемой слежения за питанием.Любой источник сброса, за исключением схемы слежения за питанием и входных выводов сброса, могутбыть отключены программно. Сторожевой таймер может быть включен после сброса типа POR (сброс привключении питания) в процессе инициализации МК.МК имеет внутренний тактовый генератор, который после сброса используется как источниктактовых импульсов по умолчанию. При необходимости можно “на лету” подключить внешний тактовыйгенератор, который для генерации тактовых импульсов использует кварцевый или керамический резонатор,конденсатор, RC-цепочку или внешний источник импульсов.
В приложениях с пониженнымэнергопотреблением крайне полезным может быть режим работы МК с медленным (мало потребляющим)внешним кварцевым генератором с периодическим переключением на быстрый (до 16 МГц) внутреннийгенератор.Рисунок 1.5. Структурная схема модуля тактирования и сбросаVDDПорт ввода/выводаМатрицаCNVSTRСхема слеженияза питанием(CNVSTRразрешение сброса)Компаратор 0CP0+(CP0разрешение сброса)ДетекторисчезновениятактированияТактовыеимпульсыГенераторPREWDTStrobeENWDTEnableMCDEnableВнутреннийтактовыйгенераторКаналсбросаWDTENXTAL2/RST(монтажное «ИЛИ»)+-CP0-XTAL1Таймаутсброса попитанию+-ВыборгенератораCIP-51процессорноеядроПрограммныйсбросСистемныйсбросБлок обработкипрерываний4.2002; Rev. 1.4CYGNAL Integrated Products, Inc.
2002Page 13C8051F000/1/2/5/6/7C8051F010/1/2/5/6/71.2. ПамятьCIP-51 имеет стандартную (8051) структуру адресного пространства памяти программ и данных. Всостав памяти входит ОЗУ объемом 256 байт, старшие 128 байт которого имеют двойную конфигурацию. Врежиме косвенной адресации осуществляется доступ к старшим 128 байтам ОЗУ общего назначения, а врежиме прямой адресации осуществляется доступ к 128 байтам адресного пространства регистровспециального назначения. Младшие 128 байт ОЗУ доступны как для прямой, так и для косвенной адресации.Из них первые 32 байта адресуются как четыре банка регистров общего назначения, а следующие 16 байтадресуются побайтно или побитно.МК C8051F005/06/07/15/16/17 дополнительно имеют блок 2048-байтного ОЗУ в адресномпространстве внешней памяти данных.
К этому 2048-байтному блоку можно обращаться во всем диапазонеадресов 64 Кбайтной внешней памяти данных (см. рис. 1.6).Память программ МК состоит из 32К + 128 байт Flash-памяти. Эта память можетперепрограммироваться внутрисистемно секторами по 512 байт, не требуя при этом специального внешнегонапряжения программирования.
512 байт с адресами от 0x7E00 до 0x7FFF зарезервированы для нуждпроизводителя. Имеется также отдельный 128-байтный сектор с адресами от 0x8000 до 0x807F, которыйможет использоваться для хранения таблицы программных констант или как дополнительная областьпрограммных кодов. На рис. 1.6 приведена карта распределения памяти МК.Рисунок 1.6. Карта распределения памятиПАМЯТЬ ПРОГРАММ0x807F0x80000x7FFF0x7E00128 байт ISP FLASHПАМЯТЬ ДАННЫХВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ ДАННЫХ0xFFЗАРЕЗЕРВИРОВАНО0x800x7F0x7DFFСтаршие 128 байт ОЗУ(толькокосвенная адресация)Регистры специальногоназначение (толькопрямая адресация)(Прямой и косвенныйрежимы адресации)FLASH(возможновнутрисистемноепрограммированиесекторамипо 512 байт)0x00000x300x2F0x200x1F0x00Битовая адресацияМладшие 128 байт ОЗУ(Прямой и косвенныйрежимы адресации)Регистры общегоназначенияВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ ДАННЫХ0xFFFF (тот же самый 2048-байтныйблок ОЗУ)0xF8000x17FF (тот же самый 2048-байтныйблок ОЗУ)0x10000x0FFF (тот же самый 2048-байтныйблок ОЗУ)0x08000x07FF0x0000Page 14Один и тот же 2048-байтныйблок ОЗУ может адресоватьсякак 2 Кбайтная область вовсем диапазоне 64 Кбайтнойвнешней памяти данныхОЗУ - 2048 байт(для доступа можетприменяться команда MOVX)CYGNAL Integrated Products, Inc.
20024.2002; Rev. 1.4C8051F000/1/2/5/6/7C8051F010/1/2/5/6/71.3. JTAG ОТЛАДЧИК И ИНТЕРФЕЙС ГРАНИЧНОГО СКАНИРОВАНИЯМК семейства C8051F000 имеют встроенные интерфейс JTAG и отладчик, которые позволяютосуществлять в режиме реального времени «неразрушающую» (не используются внутренние ресурсы)внутрисхемную отладку, используя МК, установленный в конечное изделие. Посредством JTAG интерфейса,полностью совместимого с протоколом IEEE 1149.1, осуществляется граничное сканирование, котороеиспользуется для тестирования и производственных испытаний.Средства отладки фирмы Cygnal поддерживают проверку и модификацию памяти и регистров,расстановку точек останова и временных меток, контроль стека, пошаговую отладку.
При этом не требуетсяникаких специальных дополнительных ОЗУ, памяти программ, таймеров или каналов связи. Во времяотладки все цифровые и аналоговые периферийные модули не отключаются и работают корректно. Приостановке МК в точке останова или при пошаговой отладке работа всех периферийных модулей блокируется,что необходимо для удержания их в режиме синхронизации.Комплекты средств разработки C8051F000DK, C8051F005DK, C8051F010DK, C8051F015DK для МКC8051F000/1/2, F005/6/7, F010/1/2, F015/6/7 соответственно содержат все необходимые аппаратные ипрограммные средства для разработки программного кода и выполнения внутрисхемной отладки.
Этикомплекты включают в себя программный пакет с интегрированной средой разработки и отладки,интегрированный ассемблер стандарта 8051, блок-преобразователь (БП) RS-232/JTAG. Кроме этого имеетсядемонстрационная плата с установленным МК и большой свободной областью для макетирования, кабелиRS-232 и JTAG, а также блок питания в настенном исполнении. Для работы необходим компьютер с ОСWindows 95/98/NT/2000/XP и свободным последовательным портом RS-232. Как показано на рис.1.7,компьютер через порт RS-232 подключается к БП.
БП соединяется с платой пользователя шестижильнымплоским кабелем, четыре провода которого используются интерфейсом JTAG, а два провода необходимы дляподачи питания с платы пользователя на БП. БП потребляет приблизительно 20ма при напряжении 2,7…3,6В.Если плата пользователя не может обеспечить необходимое питание БП, можно использовать входящий вкомплект средств разработки блок питания, подключив его непосредственно к БП.По сравнению со стандартными симуляторами такой способ разработки и отладки встроенныхсистем обеспечивает следующие преимущества:- не требуется отладочный кристалл;- не используются специализированные кабели;- не требуется использовать разъем для установки МК на плату.Отладочная среда фирмы Cygnal обеспечивает удобство работы с прецизионными аналоговымипериферийными модулями и при этом не ухудшает их производительности.Рисунок 1.7.
Модель отладкиИнтегрированные средстваразработки фирмы CYGNALWINDOWS 95/98/NT/2000/XPБПRS-232JTAG (x4), VDD, GNDVDDGNDПЕЧАТНАЯ ПЛАТАC8051F0054.2002; Rev. 1.4CYGNAL Integrated Products, Inc. 2002Page 15C8051F000/1/2/5/6/7C8051F010/1/2/5/6/71.4. Программируемые цифровые порты ввода/вывода и матрица соединенийМК имеет стандартные для архитектуры 8051 порты (0, 1, 2 и 3). В МК F000/05/10/15 все четырепорта соединены с внешними выводами. В МК F001/06/11/16 порты 0 и 1 соединены с внешними выводами.В МК F002/07/12/17 только порт 0 соединен с внешними выводами. Не подключенные к внешним выводампорты доступны программе пользователя как регистры общего назначения. Порты функционируют всоответствии со стандартом 8051 с некоторыми дополнительными возможностями.Каждый вывод порта может быть настроен либо как вход-выход, либо как выход с открытым стоком.Кроме того возможно общее отключение подтягивающих резисторов, что позволяет еще более снизитьэнергопотребление в критичных к этому параметру приложениях.Наиболее важным усовершенствованием является цифровая матрица.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
