Проектирование автоматизированнь2х станков и комплексов (862477), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Первым будет обслуживаться запрос линии с большим приоритетом прерывания. Прерывание сбольшим приоритетом может прервать и подпрограмму обслуживания менееприоритетного прерывания, а стековый механизм обеспечит правильный возврат в основную программу.При векторной организации прерывания линия запросапредусмотрена линия подтверждения прерыванияINTE.INTодна, ноПолучив запрос,микропроцессор заканчивает очередную команду, заносит содержимое счетчика команд в стек, выставляет активный уровень на линию подтвержденияпрерыванияINTE; внешнее устройство, запросившее прерывание, в ответ насигнал INTE выставляет на шину данных микропроцессора свой идентификатор адрес вектора прерывания; микропроцессор считывает с шинь1 данныхадрес вектора прерывания и заносит его в счетчик команд РС.
Далее все происходит аналогично автовекторной организации прерывания.При автовекторной организации источник прерываний предельно прост,например пара контактов, замыкающих линию. В микроконтроллерах используют обычно автовекторные, а в микропроцессорах-векторные прерывания.Современнь1е однокристальные микроконтроллеры можно разделить науниверсальные и специализированные, предназначенные для автоматизациисравнительно узкого класса объектов.
Среди универсальных особое местозанимает семействоMCS-51фирмыIntel иего аналоги. Среди специализированных микроконтроллеров следует отметить достаточно универсальные семействаPIC12- PIC18фирмыMicrochip,отличающиеся RISС-архитектуройи развитой специализацией под конкретные объекты. Особо следует отметитьмикроконтроллеры на основе ядра АRМ, разрабатываемого фирмой АRМLimited. Ядропозволяет широко масштабировать аппаратную часть в рамкахпрограммной совместимости. На основе этого лицензированного ядра рядомфирм, являющихся лидерами рынка микроконтроллеров, выпускается множество схем, специализированных для выполнения функций локальных, узловыхидажецентральныхмашинным интерфейсом.микроконтроллеровсразвитымчеловеко16813.Микроэлектронные устройства в станках и станочных комплексах13.3.2.
Устройство иработа основных узлов микроконтроллераНа примере микроконтроллера семействаMCS-51кратко рассмотрим типовые узлы, интегрированные на кристалле.Двунаправлет-тые порты ввода-вывода позволяют считывать подводимыек ним внешние сигналы, т. е. проводить дискретный контроль или программно выводить логические «О» илидискретное управление.
Из36«1», а значит, непосредственно формировать40 выводов микроконтроллера семейства MCS-51организованы как четыре 8-разрядных порта РО-Р3, каждый бит которыхпрограммно может быть проконтролирован либо изменен.За портами РО и Р2 закреплена функция организации внешних шин адресов и данных, если возможностей микроконтроллера проводить контроль иуправление непосредственно через выводы портов не хватает. Специализирован и порт Р3. По двум из его восьми выводов можно фиксировать два внешних автовекторных прерыванияINTOтатьзанимаявнешниеимпульсы,устройство. Два выводанеRxDиTxDиINTl,приа по выводам ТО иэтомTl -счиарифметико-логическоеявляются соответственно входом и выходом интегрированного на кристалле универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика.
Альтернативной функцией оставшихся двух выводовRDиWRявляется организация обращения к внешней памяти данных, еслиинтегрированной на кристалле оперативной памяти не хватает.Память микро1<.онтроллеров семействаны: резидентное ОЗУ объемом64 Кбайт;256MCS-51резидентная память программ объемомпрограмм, расширяемая доразделена на четыре зобайт; внешнее ОЗУ, расширяемое до4Кбайт и внешняя память64 Кбайт.Нижняя часть резидентного ОЗУ с адресами от О до128может использоваться программистом для хранения данных (память пользователя).
В нейразмещено четыре банка регистров общего назначения, выбор того или иногобанка определяется двумя битами слова состояния процессораPSW.Этоудобно использовать при переходах к подпрограммам и при обработке прерываний, поскольку освобождает программиста от необходимости сохранения регистров общего назначения в стеке.В зоне адресов от32до48возможна адресация и обработка отдельныхбитов. В системе команд микроконтроллера предусмотрены специальные команды битового процессора.
Они позволяют устанавливать и сбрасывать отдельные биты, проверять различные условия и делать переходы, что удобнопри написании УП.В верхних128 байтах резидентного ОЗУ расположены регистры специSFR, управляющие ресурсами микроконтроллера (портаальных функцийми, таймерами, приемопередатчиком, прерываниями и др.). РезидентноеОЗУ при необходимости может быть дополнено внешним ОЗУ объемом до64 Кбайт.В памяти программ, представляющей собой РПЗУ, хранятся инструкции,исполняемые микроконтроллером. В нижней части РПЗУ расположены век-13.3. ОднокрисmШlьные микроконтроллеры в станках и станочных комплексахторы двух внешних прерыванийINTOиINT 1 и трех169прерываний от ресурсовмикроконтроллера (двух таймеров-счетчиков и приемопередатчика).Таймеры-счетчики предназначены для счета времени (машинных цикловмикроконтроллера) либо внешних импульсов через выводы ТО иTlпорта РЗ.Микроконтроллер содержит два 16-разрядных таймера-счетчика (нулевойТ/СО и первыйT/Cl).Они способны автономно работать в четырех режимах.С таймерами-счетчиками связано шесть регистров специальных функций:четыре счетных, образующих два 16-разрядных счетчика, регистр режимовработыTMOD и регистр управления TCON.Таймеры-счетчики могут отмерять заданные временные промежутки ивызывать прерывания при их завершении, измерять длительность или числовнешних импульсов, задавать частоту работы встроенного приемопередатчика ит.
п.На рис.ме1.В13.26показана схема работы нулевого таймера счетчика в режипрямоугольныхрамкахздесьприведеныаппаратные(устройства) микроконтроллера, в рамках со скругленными краямиресурсы-битыуправляющих регистров, ТО иINTO - выводы порта РЗ. Импульсы от внешнего кварцевого резонатора OSC после деления на 12 (машинные циклы длительностью 1 мкс) поступают на 16-битный счетчик TLO- ТНО и инкрементируют его. Как только он переполнится, установится бит TFO флаг прерываний нулевого таймера-счетчика.Наступит прерывание, если оно былоразрешено, и будет запущена подпрограмма его обслуживания. Период возникновения таких прерываний составит65 535мкс, но если предварительнозаписать в счетчик значение, с которого начнется счет, период прерыванийможно уменьшить. Установка бита С/ТО в «О» задает счет внешних импульсов, поступающих на вывод ТО.БитыTRO регистров TMOD и TCON позволяют управлять счетомINTO.
Если оба бита установлены в «1», высокий уровень на выводе INTO разрешает счет, а низкий запрещает. Таким образомможно измерять длительность положительного импульса, поданного на INTOС ТОЧНОСТЬЮ ДО 1 МКС.GateOиот внешнего выводаПриемопередатчик независимо от вычислительного ядра побитно выставляет или считывает информацию с линии связи и обеспечивает работуoscС/ТО/ 12TLO~ТО8биттно8битTFOGateOINTOРис.13.26. Схема работы нулевого таймера-счетчика в режиме 117013.Микроэлектронные устройства в станках и станочных комплексахмикроконтроллера в составе управляющей сети (см.
рис.13.4). Всесовременные микроконтроллеры оснащены, по крайне мере, одним универсальнымсинхронно-асинхронным приемопередатчиком (УСАПП), у некоторых такихустройств бывает до четырех и более.Линии связи бывают синхронными или асинхронными. В синхронной линии есть выделенная линия синхронизации, по фронту или спаду сигнала накоторой передатчик должен выставлять очередной бит на линию данных, априемник-принимать его.
При асинхронной организации связи выделенной линии синхронизации нет, скорость обмена и длина передаваемых словоговорены заранее между всеми абонентами сети. Слово начинается со стартбита. Приняв его, приемник побитно считывает слово и заполняет свой приемный буфер . Заканчивается слово стоп-битом. За это время приемник должен передать содержимое буфера вычислительному ядру и приготовиться кприему следующего слова.УСАПП микроконтроллера семейства МСS-51способен работать в четырех режимах и имеет два связанных с ним регистра специальных функций:регистр управленияSCONвыводакоторые предназначены для обмена по последовательноRxDиTxD,и буферный регистрSBUF.У порта РЗ есть дваму каналу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
