Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 4. Микрокомпьютеры (1987) (1092084), страница 19
Текст из файла (страница 19)
2.14. Однокристальные микроЭВМ Однокристальная микроЭВМ состоит из МП, ПЗУ и ОЗУ, размещенных на одном кристалле. Кроме того, на одном кристалле часто располагаются порты ввода-вывода, а также счетчик/таймер. В общем случае однокристальные микроЭВМ имеют ограниченный набор команд по крайней мере по сравнению с универсальными МП, причем эти команды ориентированы на применения, для которых существенны различные операции с битами. В таких областях, как обработка данных, регулировка уличного движения, управление различными процессами и числовое управление станками, важную роль играют управляющие схемы. Однокристальная микроЭВМ находит также применение в качестве управляющего и контролирующего органа в автомобилях и игральных автоматах.
В продаже имеются различные варианты однокристальных микроЭВМ с ПЗУ или СППЗУ и внешними программными ЗУ. Кроме того, имеется возможность расширения ЗУи портовввода-вывода с помощью дополнительных ИС, а также присоединения других специальных схем (периферийных устройств), таких, как программируемый интерфейс связи, интерфейс для связи с клавиатурой и дисплеем, короче говоря, схем, которые имеются в универсальной микроЭВМ.
Глава л Кроме семейства однокристальных микроЭВМ серии МСЯ-48 фирмы 1п1е! имеется еще серия однокристальных мик- роЭВМ, которая выполняет роль универсального периферийного интерфейса, а именно серия микроЭВМ/контроллеров, которая программируется в качестве интерфейса для таких систем, как МП 8080, 8085 и 8085. Как уже отмечалось выше, для этих МП разработаны специальные периферийные схемы, расположенные на одном кристалле, такие, как ИС 8251, т.
е. программируемый интерфейс связи, а также схемы, которые реализуют функции управления и арбитража. Здесь можно назвать также контроллеры для устройств с гибкими и фиксированными дисками. Таким образом, функции такого рода реализуются с помощью однокристальных микроЭВМ семейства универсальных периферийных интерфейсов. Часто используются однокристальные микроЭВМ, которые реализуют одну определенную функцию и которые программируются фирмами — изготовителями ИС. Такие ИС содержат программу выполнения соответствующей функции, однако в действительности являются «настоящими» микроЭВМ, например микроЭВМ серии 1)Р1-41.
Пользователь, однако, об этом ничего не знает. Эти универсальные периферийные интерфейсные микроЭВМ также применяются в различных вариантах с ПЗУ или СППЗУ, с портами ввода- вывода и без них; при этом они часто допускают расширение объема как ПЗУ, так и ЗУПВ. 2.15. Блок-схема однокристальной микроЭВМ На рис. 2.16 приведена блок-схема однокристальной мик- роЭВМ типа 8048 фирмы 1п1е!, которую также изготавливает фирма РЫ!!рз-5!дпе1!сз. Для передачи данных и адресов в кристалле применяется внутренняя 8-разрядная шина, которая обеспечивает режим временного мультиплексирования. К этой шине присоединены все функциональные схемы, которые также связаны между собой, такие, как резидентные (находящиеся на кристалле) ПЗУ и ЗУПВ, МП и порты ввода-вывода с номерами от 0 до 2.
Режимы управления и тактирования системы, показанные на схеме внизу, определяются внешними сигналами, такими, как сигналы прерывания, сброса в нуль, разделения ЦП/ЗУ и поэтапного режима работы. ЕА и РЯОСВ являются сигналами, которые используются для программирования СППЗУ, а также эмуляции и поиска ошибок, т. е. тестирования и проверки применяемой программы. Кроме того, данная управляющая система обеспечивает сигналы типа ВР и %Я для управления внешним ЗУ и внешними портами ввода-вывода.
эвм Процедура программирования с использованием программатора состоит из следующих фаз: адресации слова, запоминания соответствующего адреса, ввода данных и инициирования передачи данных импульсом программатора. Эта процедура рекомендуется только для ИС типа 8748 с СППЗУ «на кристалле». В ИС типа 8048 используется ПЗУ в качестве программного ЗУ. По окончании программирования и проверки одного слова происходит обращение к другому адресу. С помощью вывода ТЕЗТ 0 производится выбор режима программирования или.
проверки. Ввод и вывод данных и адресной информации осуществляют двунаправленные буферы (порт 0), управляемые сигналамв ЙР, '1УЯ и А(.Е, т. е. сигналами от 00 до Р7 включительно. Эти входы и выходы используются для программирования СППЗУ, тогда как в рабочем режиме порт 0 обеспечивает связь с внешним ЗУ. Двунаправленный буфер может также служить для адресации внешних портов и загрузки их данными или же для считывания данных из этих портов. В резидентном ЗУ с 64 ячейками для хранения данных восемь ячеек выделены для использования различными командами в качестве рабочих регистров с прямой адресацией. Так как адреса этих ячеек короткие, они в основном применяются для хранения промежуточных результатов. Эти регистры эффективно применяются, например, в качестве счетчиков при организации" программных циклов. Уменьшение номера цикла и проверка.
содержимого счетчика осуществляются с помощью соответствующей команды. Ячейки 8 — 23 ЗУ можно использовать в качестве стекового, или обычного пользовательского ЗУ, а обращение к ячейкам 24 — 31 возможно с помощью отдельных команд, если предварительно используется команда ЗЕ(. КВ (переключение банка регистров). Эту группу ячеек можно рассматривать как продолжение регистров, занимающих ячейки 0 — 7.
Однокристальная микроЭВМ 8048 (8748) имеет 27 линий,. которые можно использовать для ввода и вывода информации. Три линии служат в качестве контрольных входов, на которые- можно подавать данные, влияющие на ход выполнения программы аналогично флажковым битам в универсальных МП. Входные и выходные линии портов ввода-вывода 1 и 2 являются двунаправленными и выполняют функцию запоминания при выводе данных (режим статического фиксатора). Подробная схема порта ввода-вывода для одной из сигнальных линий приведена на рис.
2.17. При поступлении команды 11-триггер сбрасывается в нуль. с помощью сигнала записи. Выходы триггера связаны через~ г г Порт 7, буюер шони а~оп Порт 7, зо ~бринойл запоминаюшо ение1 о Вбита> СППЗУ/ПЗУ ла кристалле >КВ Счетчик команд Втарт.гбша) Дешиюрировоние Временныц регистр <в> Флажков ые бшпы лкнумулнт <8 Регистр и дешиюрощор кимоно Фиксапюр аюсумулнлюра АПУ <8> "оо Программирование чбВ <резервный исп|очнин питания малоВ мощноспш) Земля Десятичные вычисления Пошаговьш оетнм <адин шаг) Разрешение програм- много ЗУ 4>ис. 2.18. Блок-схема однокристальной микроЭВМ типа 8<48 (с СППЗУ). ИС 8048 имеет резидентное ПЗУ, содержимое которого обеспечивается фирмой-изготовителем на конечной стадии изготовления.
0 Латание П Чистоп|о генератора Тест ) Счетчик)скема временной развертки <В Счетчик команд <младший байт> М) ввм Росшорение ввода-вьводо (1(О) игу Порт О, буевр шины орт О, гапоминаашии и еремшвый Овгистры сметчика комоняммадший баит? ОЛОви СОСВОЛНИП программы аорт 1, буФер' шймы и Фикса- тор Рейв исайи О ~ОСО Мульвипмексо Регомир О Реаиап Рееисвр г Регистр 3 Региапр 4 Теап О Тест 1 1НТ Ремис т Б Я. е ь Регистр Е Регистр 7 Флаткоеый бит О аламкоеый бит 1 Флавковый бит таОмера Перенос Аккумулятор Тест битов аккумуляптра Птк в?гггвоиието, й м Регеовный втоРой йтт иегиаи ЗУ данньа ЗУПВ но миисталле 64КВ МОП-транзисторы с клеммой ввода-вывода, что позволяет передавать данные наружу.
При появлении сигнала записи верхний МОП-транзистор переходит в проводящее состояние, обеспечивая на выходной линии ).-эН-перепад (О-+1). Нижний МОП-транзнстор обеспечивает мощность, достаточную для управления портом, реализованным при помощи ТТЛ- схем. После переключения входного порта под действием команды ввода информации в схему записывается 1, которая переводит триггер в состояние 1 (Н-уровень). При выполнении Глава 2 ввтвп ЮУ Си зо Рис.
2Л7. Квазидвунаправлеиная структура порта. подобной команды этот режим обеспечивается автоматически. 'Буфер, находящийся между входами и выходами В-триггера и управляемый командами ОЕ1 и Аг11, обеспечивает выполнение операций И или ИЛИ над содержимым выходного регистра с помощью битовых масок, указанных в этих командах, или же набора битов в аккумуляторе. Соответствующая шина связана через порт О с двунаправленным буфером, который активизируется входными и выходными стробами для подтверждения правильности данных.
Если двунаправленная функция буфера не используется, то порт О может служить либо в качестве регистра при выводе данных, либо в качестве группы входных усилителей. Лучшие однокристальные МП снабжаются цифровыми счетчиками/таймерами для подсчета событий и генерации точных временных интервалов. В результате отпадает необходимость в обеспечении таких подсчетов и временнйх интервалов при помощи программных циклов, т. е. микроЭВМ используется более эффективно. Для реализации функций таймера и счетчика применяется один и тот же 8-разрядный счетчик. Возможность такого комбинированного режима следует из дальнейшего анализа. Если 8-разрядный счетчик используется в качестве счетчика солбытий, то в определенный момент времени Т~ на вход счетчика эпм подается разрешающий импульс, который обеспечивает режим счета внешних импульсов (событий).
Начало определяется командой 5ТАЯТ СИТ, для останова счета применяется команда БТОР ТСЫТ. Программное считывание состояния счетчика осуществляется с помощью команды МОЧ А,Т. При превышении максимального состояния 8-разрядного счетчика, т. е. 255 или РРм, происходит сброс в нуль триггера переполнения и одновременно выдается запрос на прерывание. Таким способом можно сообщить программе о том, что счетчик достиг максимального счетного состояния. Разумеется,при этом операция счета не нарушается, а продолжается далее, начиная вновь с нулевого счетного состояния счетчика. Программа запоминает, сколько раз было зафиксировано переполнение, и, после того как счет прекратится и будет определено последнее состояние счетчика, она может установить общее число сосчитанных импульсов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
