29. Оэвм семейства mcs-51. Организация ввода / вывода. Назначение портов оэвм в различных конфигурациях системы.

Порты Р0, Р1, Р2, Р3 являются двунаправленными портами ввода-вывода и предназначены для обеспечения обмена информацией ОМЭВМ с внешними устройствами, образуя 32 шины ввода-вывода. Помимо работы в качестве обычных портов ввода-вывода линии портов Р0-Р3 могут выполнять ряд дополнительных функций.

Через порт Р0:

        выводится младший байт адреса А0-А7 при работе с внешней памятью программ и внешним ОЗУ

        выдается из ОЭВМ и принимается в ОЭВМ байт данных при работе с внешней памятью (таким образом, этот порт представляет собой в этом режиме так называемую мультиплексированную шину адреса/данных).

        задаются данные при программировании внутреннего ППЗУ, и читается содержимое внутренней памяти команд

Через порт Р1:

задается младший байт адреса при программировании внутреннего ППЗУ и при чтении внутренней памяти программ

Через порт Р2:

выводится старший байт адреса А8-А15 при работе с внешней памятью команд и внешней памятью данных (для внешней памяти данных – только при использовании команд MOVX A,@DPTR и MOVX @DPTR,A, которые вырабатывают 16-разрядный адрес)

        задается старший байт (разряды А8-А15) адреса при программировании внутреннего ППЗУ и при чтении внутренней памяти программ.

Каждая линия порта Р3 имеет индивидуальную альтернативную функцию:

Р3.0 – RxD, вход последовательного порта;

Р3.1 – TxD, выход последовательного порта;

Р3.2 – INT 0, используется как вход 0 внешнего запроса прерывания;

Р3.3 – INT 1, используется как вход 1 внешнего запроса прерывания;

Р3.4 – T0, используется как вход счетчика внешних событий Т/С0;

Р3.5 – T1, используется как вход счетчика внешних событий Т/С1;

Р3.6 – WR, строб записи во внешнюю память данных, выходной сигнал, сопровождающий вывод данных через порт Р0 при использовании команд MOVX @Ri,A и MOVX @DPTR,A;

Р3.7 – RD, строб чтения из внешней памяти данных, выходной сигнал, сопровождающий ввод данных через порт Р0 при использовании команд MOVX A,@Ri и MOVX A,@DPTR.

Таким образом, функции портов ввода/вывода зависят от режима работы ОЭВМ. В принципе она может работать в двух принципиально разных режимах:

        минимальный режим, в котором не требуется подключения к ОЭВМ дополнительных БИС ОЗУ, ПЗУ, или УВВ. В этом случае все 4 порта могут использоваться совершенно произвольно.

        максимальный режим, в котором требуется подключение к ОЭВМ дополнительных БИС либо ОЗУ, либо ПЗУ, либо УВВ. В этом случае необходимо организовать шинную структуру (ША, ШД и ШУ).При этом для фиксации младшего байта адреса ША необходимо подключить специальный регистр-защелку, в котором будет храниться этот байт в течение всего цикла обращения к внешней памяти. (Напомним, что Р0 является мультиплексированной шиной адреса-данных). По сигналу ALE этот байт запоминается в регистре. Старший байт адреса и так сохраняется неизменным на выводах порта Р2. Таким образом в этом режиме занятыми оказываются порты Р0, Р2, и в случае подключения внешних ОЗУ или УВВ - выводы WR и RD

30. Синхронизация оэвм семейства mcs-51. Временная диаграмма.

Источником синхронизации для микроконтроллеров семейства MCS-51 может быть внешний тактовый генератор или внутренний генератор с внешним кварцевым резонатором. В случае использования встроенного генератора к выводам XTAL1 и XTAL2 подключается либо кварцевый, либо керамический резонатор с частотой, находящейся в пределах рабочего диапазона для конкретного кристалла номиналом в 50 pF± 10%, подключенные к общей шине. Для различных версий кристаллов частота тактового генератора может находиться в пределах от 3,5 до 33 мГц (в режиме программирования тактовая частота должна быть в пределах от 4 до 6 МГц).

ОЭВМ имеет встроенный генератор тактовых импульсов, к которому необходимо присоединять кварцевый резонатор с частотой 1 -12 МГц, LC-цепочку или внешний генератор.

Н а рисунке 2.20 показано формирование машинных циклов ОЭВМ. Все машинные циклы одинаковы и состоят из 12 периодов сигнала ALE. Практически все команды выполняются за один или два машинных цикла, кроме команд умножения MUL A,B и деления DIV A,B, продолжительность выполнения которых составляет 4 машинных цикла.

Рис. 2.20. Синхронизация ОЭВМ