Схемотехническое проектирование систем управления. Учебно-методическое пособие

раметры и особенности восьмиразрядных семейств МК, выбран­ных для проектирования.

дельными пространствами памяти команд (16-разрядных), дан­ных и констант (EEPROM), ее система команд – RISC, разряд­ность АЛУ – 8, количество тактов на 1 команду (конвейерно) – 1, максимальная тактовая частота 20 МГц.

R16 и R24. Для хранения оперативных данных помимо регистро-

Данное семейство также имеет Гарвардскую архитектуру с раздельными пространствами памяти команд (12-, 14- или 16­разрядных для разных линеек МК), данных и констант (EEPROM), Память данных PIC-контроллеров организована в виде регистрового файла объемом 32 – 128 байт, в котором от 7 до 16 регистров отведено для управления системой и обмена данными с внешними устройствами (рис. 2). В команде указыва­ется только «внутрибанковский» адрес нужной ячейки памяти, а выбором банка управляют через особый служебный регистр вы­бора банка BSR. Текущий банк задается битами BSR[3:0] и вы­бирается с помощью дешифратора 4x16. Для изменения регистра BSR введена специальная команда. Младшие 128 адресов 0-го банка, отведенные под пользовательские регистры общего назначения (РОН), и старшие 128 регистров 15-го банка, храня­щие РСН, названы банком быстрого доступа (Access bank). К ячейкам банка быстрого доступа можно обращаться напрямую, игнорируя установки регистра ВSR. У МК PIC сть регистр­аккумулятор для одного из операндов, причем можно выбрать, куда записать результат операции: в аккумулятор или в регистр второго операнда. Система команд PIC – RISC, разрядность АЛУ – 8, коли­чество тактов на 1 команду (конвейерно) – 4, максимальная так­товая частота 20 МГц. Стек реализован аппаратно. Его макси­мальная глубина составляет два или восемь уровней в зависимо­сти от типа контроллера. Система прерываний имеет единый адрес вектора прерываний, источник прерывания кодируется в регистре управления прерываниями. Вложенные прерывания аппаратно не поддерживаются. Источники прерываний как внешние, так и внутренние – от различных периферий­ных устройств МК. Программирование в системе возможно, че­рез специальный двухпроводной интерфейс.

ное адресное пространство. Система команд STM8 – CISC, раз­рядность АЛУ – 8, количество тактов на 1 команду (конвейерно) – 1-2, максимальная тактовая частота 24 МГц (для основной мас­сы моделей 16 МГц). Количество и организация внутренних ре­гистров общего назначения – 6, есть аккумулятор, но непосред­ственная работа с этими регистрами не предусмотрена, а выпол­няется через транслятор с языка Си, как и с различными видами памяти. ОЗУ занимает до 6 кбайт, флэш-память до 128 кбайт, EEPROM – до 2 кбайт. Стек организован в памяти данных, начи­нается с RAM END, растет в сторону уменьшения адресов и управляется указателем SP, глубина его фиксирована (например, для STM8S103F3 513 байт). Аппаратно в стеке сохраняется реги­стровый контекст, включая адрес возврата из подпрограммы. Система прерываний четырехуровневая, сохранение контекста занимает 9 циклов тактового сигнала. Доступна технология, поз­воляющая при возникновении очереди прерываний не возвра­щаться в основную программу, а сразу переходить в обработку следующего прерывания. Источники прерываний как внешние (5 внешних прерываний — по одному прерыванию на порт ввода­вывода), так и внутренние – от различных периферий­ных устройств МК – плюс три немаскируемых прерывания RESET, TRAP (программное прерывание) и TLI (аппаратное по фронту или срезу сигнала на выделенном пине). Программиро­вание в системе возможно от программатора ST-Link по одно­проводному протоколу SWIM (Single Wire Interface Module). Язык программирования – Си, при наличии собственной биб­лиотеки firmware library это позволяет не изучать имена битов и байтов различных периферийных устройств МК. Возможно так­же программирование на ассемблере, но это сложный процесс, не освоенный большинством пользователей. Сказывается также малое количество доступных (особенно русскоязычных) инфор­мационных источников. На первом этапе освоения можно реко­мендовать пособие [33].