- •Часть 1
- •Содержание
- •Современный мир микроконтроллеров.
- •8‑Разрядные микроконтроллеры
- •16‑Разрядные микроконтроллеры
- •32‑Разрядные микроконтроллеры
- •Библиографический список
- •Микроконтроллер mc68hc11e9
- •Процессорный модуль
- •Встроенная память
- •Периферийные устройства
- •Система разработки
- •Монитор buffalo
- •С чего начать ?
- •Приложение 7 Программа Hello
- •Приложение 8 Команды монитора buffalo
- •Приложение 9 Подпрограммы монитора buffalo
- •Приложение 10
- •Приложение 11 Кросс-ассемблер
- •Приложение 12
- •Рекомендуемая литература
- •Часть 1
- •Новосибирск
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Физический факультет
Отделение информатики
Кафедра автоматизации физико-технических исследований
ПРОГРАММИРОВАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
Методические указания к практикуму "Программируемые микроконтроллеры"
Часть 1
Данное руководство является первой частью методических указаний к практикуму "Программируемые микроконтроллеры", проводимого во втором семестре третьего курса кафедрой "Автоматизация физико-технических исследований" физического факультета НГУ. В этом выпуске содержится справочная информация по микроконтроллеру Motorola 68HC11 - основному базовому элементу практикума и системе разработки на основе этого микроконтроллера.
Составители А.Ю.Бржазовский, С.А.Кулагин, О.В.Сердюков
Печатается по решению кафедры "Автоматизации физико-технических исследований"
Содержание
Современный мир микроконтроллеров. 4
8‑разрядные микроконтроллеры 6
16‑разрядные микроконтроллеры 8
32‑разрядные микроконтроллеры 10
Библиографический список 14
Микроконтроллер MC68HC11E9 15
Процессорный модуль 15
Встроенная память 19
Периферийные устройства 20
Система разработки 25
Монитор BUFFALO 25
С чего начать ? 29
Приложение 7 31
Приложение 8 32
Приложение 9 46
Приложение 10 50
Приложение 11 75
Приложение 12 79
Рекомендуемая литература 94
Современный мир микроконтроллеров.
Развитие технологии разработки и производства полупроводниковых приборов позволяет перейти от решения задач автоматизации традиционными универсальными вычислительными средствами к решению средствами специализированных микроконтроллеров. Если на заре развития микропроцессорной техники создавались универсальные функциональные элементы для вычислительных систем, такие как микропроцессоры, контроллеры прерываний, таймеры, порты ввода/вывода и т.д., то сегодня для все большего числа применений создаются специализированные микроконтроллеры (MCU), интегрирующие все необходимые функциональные элементы. Рынок микроконтроллеров является на сегодняшний день наиболее динамично развивающимся в микроэлектронике. Для примера, только в секторе автомобильной электроники его объем в 1993 году составил примерно 3186 миллионов долларов.
Современные микроконтроллеры включают в себя базовое микропроцессорное ядро и ряд дополнительных функциональных элементов. К числу таких элементов, ставших уже традиционными, относятся ОЗУ, ПЗУ и ППЗУ, параллельные и последовательные порты, таймеры. Кроме традиционных вариантов ОЗУ, ПЗУ и ППЗУ, все большее число микроконтроллеров имеет электрически стираемую память на кристалле. Практически стандартными являются такие блоки, как таймерные секции с регистрами сравнения (CAP/COMP registers) и счетчиками, встроенные контроллеры прерываний, контроллеры прямого доступа к памяти, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, логика для дешифрации внешних устройств и др. С начала 90‑х годов в состав микроконтроллеров стали вводить специализированные сопроцессоры. Например, микроконтроллер MC68360 имеет коммуникационный сопроцессор, поддерживающий любые протоколы последовательной передачи данных по четырем каналам от UART до Ethernet.
Классификация микроконтроллеров определяется разрядностью внутреннего микропроцессорного ядра. На сегодняшний день существует три основных класса микроконтроллеров: 8‑, 16‑ и 32‑разрядные. Кроме разрядности внутри этих классов можно выделить еще один важный признак, характеризующий микропроцессорное ядро. По этому признаку они разбиваются на совместимые со стандартными универсальными микропроцессорами и несовместимые, имеющие собственную оригинальную архитектуру. Микропроцессорные ядра первых поколений 8‑разрядных микроконтроллеров имели, как правило, оригинальную архитектуру (семейства MCS‑48, MCS‑51 и др.). По мере усложнения задач, решаемых микроконтроллерами, острее становится проблема разработки программного обеспечения. С этой точки зрения, микроконтроллеры с совместимыми со стандартными микропроцессорами ядрами имеют большие преимущества, так как для стандартных микропроцессорных архитектур существует большое количество готового программного обеспечения.
Надо отметить, что помимо микроконтроллеров существует отдельный класс полупроводниковых приборов именуемых "встраиваемыми процессорами" (MPU). Эти устройства, в отличие от микроконтроллеров, специализированы не для задач автоматизации, а для создания интеллектуальных устройств обработки информации (интеллектуальные сетевые устройства, принтеры, интеллектуальные контроллеры для различных вычислительных систем и т.д.). Признанным лидером в области встраиваемых процессоров является фирма Intel с семействами 16‑разрядных MPU Intel‑186, 32-х разрядных MPU Intel‑386 и Intel‑960. Этот обширный класс устройств требует отдельного рассмотрения. А пока сосредоточим наше внимание на микроконтроллерах.