Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Для обращения к внешней памяти данных используется только косвенная адресация с помощью регистров R0 и R1 при небольшом объёме внешней памяти данных (до 256 байт) или с помощью 16-разрядного регистра-указателя адреса внешней памяти DPTR. С его помощью можно адресоваться ко всем 64 Кбайт внешней памяти. Например, MOVX A, @R0 ; ((R0))(A) или MOVX @DPTR, A ; (A)((DPTR))

Система команд микроконтроллера 8051 позволяет использовать память программ для хранения данных, значения которых известны на этапе программирования и не должны изменяться в процессе выполнения программы. К ним относятся таблицы, тексты визуальных сообщений, константы для вычислений и т. д. Подобного рода данные хранятся в свободной области памяти программ и могут извлекаться одной из двух команд:

MOVC A, A+DPTR ;((A)+(DPTR))(A)

MOVC A, A+PC ;((A)+(PC))(A),

Первая из которых служит для извлечения только из внешней памяти программ, вторая позволяет считывать константы из внешней и внутренней памяти программ. В этих командах содержимое аккумулятора перед выполнением команды является одним из слагаемых адреса ячейки, хранящей константу, и затем после выполнения команды становится приёмником операнда. Вторым слагаемым при вычислении адреса является содержимое либо регистра – указателя адреса внешней памяти DPTR, либо счетчика команд PC.

Пример. Передать в порт Р1 первые два символа сообщения, размещённого во внешней памяти программ и начинающегося с ячейки с символическим адресом MESSAGE_1.

MOV DPTR, #MESSAGE_1 ; Запись начального адреса

MOVC A, @A+DPTR ; Извлечение символа.

MOV P1, A ; Вывод в порт

INC DPTR; Формирование адреса второго символа

MOVC A, @A+DPTR ; Извлечение второго символа

MOV P1, A ; Вывод второго символа

2.4. Функции регистров специального назначения

В базовой модели в области регистров специального назначения (128-255) размещается 21 регистр, обозначения на языке ассемблера, наименования и адреса которых представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Примечание: Регистры, отмеченные знаком (*), допускают побитную адресацию.

Дано краткое описание функций регистров, приведенных в табл.2.1. Более подробно некоторые из них рассматриваются ниже в соответствующих разделах.

Аккумулятор А/АСС – аккумулятор. Команды, предназначенные для работы с аккумулятором, используют мнемонику "А", например, MOV A, Р2. Мнемоника "АСС" используется, к примеру, при побитовой адресации аккумулятора. Так, символическое имя пятого бита аккумулятора при использовании ассемблера ASM51 будет следующим: АСС.5. Аккумулятор является источником одного из операндов и приёмником результата в двухоперандных операциях.

Регистр В – расширитель аккумулятора, используется совместно с аккумулятором в операциях умножения и деления.

Регистр PSW – регистр слова состояния программы. Формат регистра PSW показан на рис. 2.6.

Рис.2.6. Формат регистра PSW

С – признак переноса (от Carry – перенос),

АС – признак вспомогательного переноса,

F0 – признак пользователя,

RS1, RS0– разряды, определяющие банк рабочих регистров,

ОV– признак переполнения (от английского термина OVerflow - переполнение),

F1-признак пользователя (в базовом варианте не реализован),

Р – признак паритета.

Признак переноса С устанавливается при сложении, если результат >255, при вычитании, если вычитаемое больше уменьшаемого. Признак вспомогательного переноса АС устанавливается при переносе из 3-его разряда в 4-ый. Используется только при сложении двоично-десятичных чисел.

Признакам F0 и F1– пользователь может придавать различный смысл.

Признак переполнения 0V –используется только при работе с числами со знаками. Устанавливается, если знак результата неверен (требуется коррекция).

Признак паритета Р – отражает четное или нечетное количество «1» в результате.

После операций сложения и вычитания устанавливается четыре признака: C, AC, OV и P. После логических операций устанавливается только признак P, т.к. цепи переноса отключены.

Буфер последовательного порта SBUF представляет собой два отдельных регистра: буфер передатчика и буфер приемника. Когда данные записываются в SBUF, они поступают в буфер передатчика, причем запись байта в SBUF автоматически инициирует его передачу через последовательный порт. Когда данные читаются из SBUF, они выбираются из буфера приемника.

Указатель стека (SP- Stack Pointer) представляет собой восьмиразрядный регистр, предназначенный для адресации к особой области памяти данных (стеку), в котором можно временно сохранить содержимое любой ячейки памяти. У микро-ЭВМ семейства 8051 стек «возрастающий», т.е. перед выполнением команды PUSH или CALL или по запросу прерывания, содержимое SP инкрементируется, после чего производится запись информации в стек. Соответственно, при извлечении информации из стека, регистр SP декрементируется после извлечения информации.

В процессе инициализации микро-ЭВМ, после сигнала сброса или при включении питающего напряжения, в SP заносится код 07Н. Это означает, что первый элемент стека будет располагаться в ячейке памяти с адресом 08Н. При необходимости, путем переопределения указателя стека, область стека может быть расположена в любом месте резидентной памяти данных.

Указатель внешней памяти данных DPTR содержит 16-битовый адрес внешней памяти и состоит из старшего байта (DPH) и младшего байта (DPL), которые по отдельности могут отрабатываться и пересылаться стек.

Регистры таймера. Регистровые пары (TH0, TL0) и (TH1, TL1) образуют 16-битовые счетные регистры соответственно таймера/счетчика 0 Т/С0 и таймера/счетчика 1-Т/С1.

Регистры управления таймерами/счётчиками TMOD и TCON служат для задания режима работы, запуска/останова и проверки окончания счёта таймерами/счётчиками Т/С0 и Т/С1.

Регистры управления последовательным портом SCON и PCON служат для задания режима работы, формата посылок и скорости приёма/передачи универсального синхронно-асинхронного последовательного порта.

Регистры управления прерываниями IP, IE содержат биты разрешения прерывания, запросов (флагов) прерывания и приоритетов прерываний таймеров/счетчиков, универсального синхронно-асинхронного последовательного порта и внешних источников.

2.5.Организация памяти программ

Как и у большинства микроконтроллеров, у микроконтроллеров семейства 8051, память программ и память данных являются самостоятельными и независимыми друг от друга устройствами, адресуемыми различными регистрами и управляющими сигналами. Способы адресации к памяти данных и управляющие сигналы, формируемые при обращении к внешней памяти данных, рассмотрены выше. Адресация к памяти программ всегда производится счётчиком команд, и его разрядность определяет максимальный объём памяти программ.

Принципиальное отличие физических свойств памяти данных от памяти программ заключается в том, что содержимое памяти данных теряется при выключении питания, в то время как коды, занесенные в память программ, сохраняются при отсутствии напряжения питания. В силу данной причины, память данных еще иногда называют оперативной памятью (оперативным запоминающим устройством или ОЗУ), в отличие от памяти программ, именуемой постоянным запоминающим устройством (ПЗУ).

Память программ может быть внутренняя, внешняя или комбинированная.

Объем внутренней памяти программ в базовой модели равен 4 Кбайтам. (У некоторых современных микроконтроллеров объём резидентной памяти достигает 256Кбайт, разделённой на 8 секций по 32Кбайта).

Увеличение объёма памяти программ может быть достигнуто подключением внешних микросхем ПЗУ, как показано на рис.2.7.

Регистр адреса RG предназначен для запоминания младших 8-ми бит адреса, передаваемых через шину данных/адреса, организованную на базе порта Р0. Старшие восемь бит адреса передаются через P2 и остаются неизменными в течение машинного цикл.

Во время передачи адреса микроконтроллер вырабатывает строб адреса внешней памяти ALE. Именно этот импульс позволяет запомнить младший байт адреса в регистре адреса RG. (Следует отметить, что сигнал ALE вырабатывается постоянно даже при отсутствии внешней памяти и служит индикатором работоспособности микроконтроллера). При обращении к внешней памяти программ и к внешней памяти данных используются одни и те же шина адреса и шина данных, но разные управляющие сигналы.

Рис.2.7. Расширение памяти программ и памяти данных

При обращении к памяти данных, которая обозначена на рис.2.7, как «RAM», что означает Random Access Memory - память произвольного доступа источником адреса является регистр – указатель внешней памяти данных DPTR. Запись в память данных осуществляется командой MOVX @DPTR, A , по которой в порт Р0 поступает содержимое аккумулятора и одновременно вырабатывается сигнал записи WR, настраивающее внешнее ОЗУ на запись данных, установленных на информационной шине. При чтении из памяти данных командой MOVX А, @DPTR вырабатывается сигнал чтения RD, настраивающий порт Р0 на приём, а внешнее ОЗУ на считывание информации из адресуемой ячейки.

При обращении к памяти программ, обозначенной «ROM», что означает Read-Only Memory -память, доступная только для чтения источником адреса является счётчик команд (СК). Для чтения памяти программ вырабатывается сигнал PSEN, а для чтения памяти данных вырабатывается сигнал RD.

Порядок извлечения кодов из внешней и внутренней памяти зависит от уровня напряжения на входе ЕА. При ЕА=1 команды сначала извлекаются из внутренней памяти по адресам 0-4095, а затем из внешней памяти. Если ЕА=0, команды извлекаются только из внешней памяти, внутренняя память игнорируется, даже если она существует. Извлечение из внешней памяти производится по сигналу PSEN. Микроконтроллер обращается к программной памяти при чтении кода операции, используя счетчик команд PC, а также при выполнении команд переноса байта из памяти программ в аккумулятор. При выполнении команд переноса данных адресация ячейки памяти программ, из которой будут прочитаны данные, может осуществляться с использованием как счетчика PC, так и специального двухбайтового регистра-указателя данных DPTR.

Характеристики

Список файлов лекций