96. Структурная схема, физический интерфейс и условное графическое обозначение однокристального микроконтроллера (мк) к1816ве48.

Представленная на рис. 1 структурная схема однокристальной вычислительной системы ВЕ48/ВЕ49/ВЕ50 содержит 8-разрядный центральный процессор (ЦП8), управляющее ПЗУ, внутреннее ОЗУ, 24 линии прямого ввода-вывода (ВВ), представленные в виде трех встроенных 8-разрядных портов (P1, P2, BUS), три тестируемых входа ,,, 8-разрядный таймер/счетчикT и логику одноуровневой системы прерываний с двумя источниками запросов [3, 4]. Благодаря предусмотренным в схеме средствам внешнего расширения возможны вынос за пределы кристалла и (или) прямое увеличение размеров управляющей памяти до 4Кбайт, добавление дополнительного блока внешнего ОЗУ данных в 256 байт и 16 линий ВВ (4 внешних 4-разрядных двунаправленных портов, адресуемых независимо друг от друга). Полученная в итоге система называется расширенной.

Гарвардский принцип организации вычислительной среды предусматривает разделение памяти для хранения программ и данных. Память программ допускает только операцию считывания, память данных доступна и для записи, и для считывания.

Рис. 1. Схема однокристальной вычислительной системы ВЕ48/ВЕ49/ВЕ50

97) Структурная организация центрального процессора мк к1816ве48.

Центральный процессор. Основу процессора однокристального микроконтроллера составляет 8-разрядное арифметическо-логическое устройство (АЛУ), позволяющее выполнять арифметические, логические операции и операции сдвига над данными, представленными в двоичном коде, а также обрабатывать данные, представленные в двоично-десятичном коде. При этом в качестве одного из операндов выступает содержимое аккумулятора, который представляет собой 8-разрядный регистр, второй операнд (в случае двухоперандной операции) принимается с внутренней шины. Результат операции с выхода АЛУ через внутреннюю шину засылается в аккумулятор.

В состав ЦП также входят схема десятичной коррекции, счетчик команд, дешифратор и регистр команд, регистр слова состояния программы и схема условных переходов.

Десятичный корректор обеспечивает коррекцию результата при выполнении операции сложения двухразрядных десятичных чисел.

Счетчик команд PC предназначен для формирования текущего адреса местонахождения команды в памяти программ и содержит 12 разрядов. Старший разряд PC изменяется только программно.

Дешифратор команд представляет собой программируемую логическую матрицу, на вход которой поступает код команды с регистра команд, в котором осуществляется запись и хранение кода команды. С выхода дешифратора команд снимаются управляющие сигналы, осуществляющие выполнение этой команды.

Для выполнения условных переходов предусмотрена возможность использования ряда признаков. Некоторые из этих признаков записываются в триггерах регистра слова состояния программы PSW. Формат слова состояния программы приведен на рис. 2. Назначение разрядов следующее: разряды 0…2 – разряды указателя стека; разряд 3 не используется (при чтении всегда равен 1); разряд 4 – разряд, указывающий используемый банк рабочих регистров общего назначения (BS); разряд 5 – флаг пользователя (F0) (используется в командах условного перехода); разряд 6 – признак переноса AC из младшей тетрады в старшую (используется в команде десятичной коррекции); разряд 7 – признак переноса C, указывающий на переполнение аккумулятора после предыдущей операции.

Рис. 2. Формат слова состояния программы микроконтроллера ВЕ48

Входящий в состав PSW трехразрядный указатель стека обеспечивает организацию системного стека из восьми двухбайтовых ячеек. Стек служит для промежуточного хранения старшей тетрады PSW и определяемых текущим состоянием PC адресов возврата при обработке прерываний и вызовах подпрограммы. Набор признаков C, AC, F0, BS совместно с 12-разрядным PC образуют двухбайтовый объект, автоматически загружаемый в стек или выбираемый обратно при очередной операции над ним. При ограниченной глубине стека допускается до восьми уровней вложения, в противном случае возникает переполнение стека с переходов через границу не его начало.

Помимо входящих в слово состояния программы, существуют еще два флажка: MB – содержимое данного флажка определяет состояние старшего разряда PC и F1 – еще один флажок пользователя (наряду с F0).

Схема условных переходов предназначена для формирования сигналов управления ветвлением программы при выполнении команд условных переходов.