1. Однокристальные микро-эвм (омэвм) семейства mcs51. Обобщённая структурная схема микроЭвм. Основные характеристики омэвм.
G – внутренний тактовый генератор; сверху – внешний резонатор
CPU – процессор (АЛУ, дешифратор команд, счетчик команд и т.д.);
ROM, RAM: память программ – ПЗУ; память данных – ОЗУ;
IU – интерфейсные устройства;
P0, …, Pn – порты ввода/вывода;
PSEN – вых сигнал, означающий использование внешней памяти программ
EA – спец управл сигнал, внутр память используется или нет (входной);
M – внутренняя магистраль.
Технические характеристики:
Контроллеры – 8-разрядные;
Гарвардская архитектура (память делится на память программ и память данных), для связи с внеш средой – порты вв/выв, интерф устройства IU: таймеры, контроллеры прерываний, UART, АЦП и т.д.;
fтактовая = 12 40 МГц;
Память программ – емкость 2 64 Кбайт. М.б. с однократным или многократным программированием.
Если нет внутр памяти, м.б использованы внеш м-мы памяти программ, с пом которых память программ можно расширить до 64К. НО в сумме внешняя и внутренняя память программ не должна превышать 64 Кбайт.
Память данных – 128 8 бит, либо 256 8 бит.
с помощью внешних микросхем памяти также м.б. расширена до 64К.
Память данных и программ может быть объединена – макс 64К
Число портов вв/выв: общий набор выв-в – 32 линии (м.б. любое кол-во линий вв и выв, напр, 27 линий ввода и 5 линий вывода). Кол-во портов м.б.>4.
Наличие таймеров/счетчиков - 2 шт. М.б. встроен сторожевой таймер, –через опред инт-лы времени подтверждает работу проц-ра, если нет, то сброс.
UART или наличие последов-го ввода/вывода.Интерфейсы I2C,CAN,SPI, USB.
Контроллер прерываний - от 5 до 6 уровней прерывания (внутр, внешние), если 5, то 3 внутренних и 2 внешних.
Наличие побитной обработки, т.е. возможность управления не всем портом целиком, а конкретным битом задачи управления упрощаются
2. Структурная схема микро-эвм семейства mcs51 (к1816ве51). Операционный узел. Формат регистра psw.
Структурная схема ОМЭВМ условно м.б. разделена на 4 узла:
операционный узел;
узел внутренней памяти;
узел управления и синхронизации;
узел сопряжения с внешними устройствами, к которому относятся порты ввода/вывода.
Операционный узел
Состав операционного узла: АЛУ (арифметические и логические операции), регистр-аккумулятор ACC, регистр состояния программы PSW, регистр расширения B (для операций деления и умножения), участвующий в операциях умножения и деления.
Важной особенностью АЛУ является его возможность оперировать не только байтами, но и битами.
Структура регистра состояния программы PSW:
С – признак переноса;
AC – признак промежуточного переноса;
F0 – определяется пользователем;
RS1 и RS0 – выбор номера банка РОНов, т.е. всего 4 банка.
RS1 |
RS0 |
№ банка |
Адреса регистров |
0 |
0 |
0 |
00h – 07h |
0 |
1 |
1 |
08h – 0Fh |
1 |
0 |
2 |
10h – 17h |
1 |
1 |
3 |
18h – 1Fh |
В каждом банке 8 регистров (R0, …, R7), различающиеся по текущему номеру банка. При сбросе устанавливается 0-ой банк.
OV – арифметическое переполнение;
P – признак четности (паритет).
отсутствует Z – знак результата; он формируется по умолчанию при участии аккумулятора