Структура и функциональные возможности мк51

Предметом рассмотрения в данном материале является базовый однокристальный микроконтроллер К1816ВЕ51 (далее – МК51). В состав серии К1816/1830 входят несколько БИС, которые существенным образом отличаются по своим ресурсам и характеристикам, однако имеют общий перечень функционально-логических блоков.

Все БИС серии К1816/1830 определяются буквенным индексом ВЕ и номерами 31, 35, 48, 49, 51, 751.

В состав всех БИС входят:

процессор разрядностью 8 бит; генератор тактовых импульсов (ГТИ); схемы управления и синхронизации; ПЗУ - так называемая резидентная память программ (РПП); ОЗУ - резидентная память данных (РПД); таймеры-счетчики; схемы ввода-вывода (параллельный и последовательный интерфейсы); блок обработки прерываний.

Любая из БИС требует питания напряжением +5 В 10% от источника мощностью P = 1,5 Вт, может использоваться в диапазоне температур от 0 до 70° С.

МК51 характеризуется тактовой частотой 12 МГц, имеет объем ОЗУ 128 байт, объем ППЗУ 4 Кбайт (в модели КМ1816ВЕ751 – РППЗУ) и является наиболее продвинутым в данной серии МК. БИС ВЕ48 и ВЕ51 (ВЕ751) можно использовать во время опытно–конструкторских работ, в системах отладки программного обеспечения, в единичном и мелкосерийном производстве, поскольку они имеют ПЗУ с возможностью перепрограммирования. БИС ВЕ49 содержит масочное ПЗУ и используется в крупных партиях изделий. МК без ПЗУ (модель 31) предназначены для применения в налаживаемых системах, которые имеют внешнее ПЗУ и средства загрузки программ с магнитных носителей информации (будут использованы в лабораторных работах).

Дополнительные характеристики МК51:

- 16-разрядный счетчик команд РС (адресация до 64К памяти);

- 16-разрядный регистр-указатель данных DPTR;

- 32 двунаправленные линии ввода-вывода, объединенные в четыре порта ввода-вывода;

- два 16-разрядных таймера-счетчика;

- синхронно-асинхронный приемник-передатчик последовательной связи с программно регулируемой скоростью передачи;

- система обслуживания прерываний от пяти источников с двухуровневой аппаратно-программной шкалой приоритетов;

- внутренний ГТИ.

- уровень входных и выходных сигналов совпадает с ТТЛ-уровнями.

Система команд состоит из 111 базовых команд. Допустимы прямая, косвенная, регистровая и битовая формы адресации. В системе команд МК51 44% - однобайтовые команды, 41% - двухбайтовые, остальные - трехбайтовые. Половина команд выполняется за один машинный цикл (МЦ), который по продолжительности равняется 1 мкс при тактовой частоте 12 Мгц.

Система команд МК51 ориентирована, прежде всего, на реализацию алгоритмов анализа битовой информации и управление технологическим оборудованием, хотя это не мешает использовать МК в составе иерархических компьютерных систем управления сложными объектами.

Существует возможность значительно повысить вычислительные ресурсы МК-системы благодаря подключению к контроллеру внешних БИС ПЗУ и ОЗУ общим объемом до 128К. Так реализуется внешняя память программ (ВПП) и внешняя память данных (ВПД).

К МК также можно подключить практически неограниченное количество внешних периферийных БИС для обеспечения связи с широкой номенклатурой источников информации и объектов управления.

.2. НАЗНАЧЕНИЕ ВЫВОДОВ, СТРУКТУРА ВНЕШНИХ ЛОГИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ.

О МЭВМ размещены в стандартных 40-выводных корпусах и имеют идентичные электрические характеристики. На рис. 1 показано расположение и обозначение выводов ОМЭВМ, а в таблице 1 раскрыто их назначение. На рисунке 2 представлена структура внешних логических связей ОМЭВМ.

Рис. 1. Расположение и обозначение выводов ОМЭВМ серии.

Рис. 2. Структурная схема организации логических выводов ОМЭВМ.