Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Схемотехника высокопроизводительных систем. Лабораторный практикум
.pdf
В окне Design Toolbox можно выбрать и открыть программный
файл.
Если имеется готовая программа, разработка которой выполнена,
например, в среде Visual Studio, то вставляем полученный ассемблерный (или на С) программный код и сохраняем его.
Пример программы тестирования внешней памяти: требуется
проверить 255 байт внешней памяти, начиная с ячейки 00h, используя
тестовый набор 055h.
Ассемблерный файл программы:
$MOD51 ; This includes 8051 definitions for the Metalink assembler
org 00h ;begin, program's first address is 00h
mov dptr,#00h ;write 00h to the pointer register
;(first address of external memory XRAM)
mov r2,#0ffh ;write 0ffh to R2(cycle counter)
mov r1,#055h ;write 55h to R1
test:
mov a,r1 ;registr R1 to ACC
movx @dptr,a ;ACC no external memory XRAM
movx a,@dptr ;content XRAM to ACC
xrl a,#055h ;operation ACC XOR 55h
jnz error ;if ACC XOR 55h <> 0, then go to error
inc dptr ;incremrnt DPTR
djnz r2,test ;R2 - 1, ifR2 - 1 <> 0, then go to test
error:
nop
END
В программе сначала в регистр dptr записывается начальный
адрес 00h внешней памяти, в регистр r2 как в счетчик циклов записывается начальное значение ffh, в регистр r1 записывается тестовый код 055h. Далее в цикле содержимое r1 переписывается
в аккумулятор a, а затем из него – во внешнюю память по установленному адресу. После этого содержимое ячейки памяти считывается
и записывается назад в аккумулятор a. Считаный код сравнивается
с тестовым значением 055h. Если коды совпадают, то адрес внешней
памяти увеличивается на 1, а содержимое счетчика циклов в r2
уменьшается на 1. Цикл завершается при r2 = 0. При обнаружении
ошибки цикл завершается досрочно.
61
3. Выбираем в меню MCU – MCU 8051 U1, пункт Build, который
позволяет откомпилировать и отредактировать программный файл.
В окне сообщений на экране отражается информация об ошибках
и предупреждениях. Если имеются ошибки, в окне сообщений указаны номера строк, в которых они находятся. Для отображения нумерации строк необходимо выбрать меню MCU – Debug View Format –
Show lines numbers.
В заключение в свойствах МК на вкладке Value в поле Built-in Ex-
ternal RAM необходимо указать объем подключенной внешней памя-
ти (рис. 8.5).
Рис. 8.5. Установка объема внешней памяти
4. Соберите всю схему, показанную на рис. 8.6 для подключения
и тестирования внешней памяти.
На схеме U1 – микроконтроллер, U2 – буферный регистр шины
адреса, U3 – статическое ОЗУ емкостью 2048 8-миразрядных ячеек.
В соответствии с этим для подачи адреса используется 11 адресных
линий: 8 линий порта P0 и 3 линии порта P2. Порт P0 мультиплекси-
62
руемый, используется для передачи адреса младшего байта адреса
внешней памяти, а также для передачи байта данных при записи во
внешнюю память и для приема байта данных при чтении из памяти.
Поэтому для фиксации младшего байта адреса использован 8разрядный буферный регистр U2.
Рис. 8.6. Схема подключения внешней памяти к МК-51
Осциллограф подключен к линии ALEPROG для проверки работы
микроконтроллера.
4. Моделирование работы схемы производится через меню Simulate
– Run, либо по горячей клавише F5. На осциллографе должны наблю-
даться прямоугольные импульсы – стробы адреса внешней памяти.
Кнопка Pause или горячая клавиша F6 инициируют паузу моделирования, при нажатии которой возможно посмотреть, на каком этапе находится симуляция.
Кнопка Stop останавливает выполнение моделирования.
Для пошагового моделирования используется пункт Step into
в меню MCU, горячая клавиша F11. Этот пункт меню доступен лишь
в том случае, когда предварительно с помощью пункта меню MCU –
Code Manager открыто окно кода программы или с помощью пункта
меню MCU – Debug View открыто окно дизассемблированного кода
программы (рис. 8.7).
63
Просмотр памяти микроконтроллера активируется через меню
MCU – MCU 8051 U1 – Memory view (см. рис. 8.7). При необходимости выполнения программы до определенной инструкции в Multisim
предусмотрены точки останова, установить которые возможно через
меню MCU – Toggle breakpoint.
RAM – оперативная память контроллера, XRAM – внешняя оперативная память.
Рис. 8.7. Моделирование в пошаговом режиме
Задание для лабораторной работы
Подключить к МК внешнее ОЗУ. Используя тестовый набор XX
из табл. 8.1 для своей бригады, произвести тестирование области памяти размером 1 кбайт начиная с адреса ZZZ.
64
Таблица 8.1
Параметры
Задания для бригад
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
XX
0Ah
55h
00h
BFh
DAh
0Fh
35h
A7h
0Fh
BCh
ZZZ
800h
100h
C00h
200h
A00h
1000h
1400h
400h
1B00h
D00h
Отчет о работе
Отчет должен включать:
1. Титульный лист.
2. Цель работы.
3. Схему моделирования подключения внешней памяти к микро-
контроллеру.
4. Краткое описание работы схемы.
5. Листинг программного файла (на ассемблере или на С) с коммен-
тариями.
6. Задание на тестирование области памяти и его результаты.
7. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Какие функции выполняет регистр-защелка при подключении к микро-
контроллеру внешней памяти?
2. Назовите альтернативную функцию, выполняемую портом Р2.
3. Какие ограничения на максимальный объем внешней памяти у микро-
контроллера 8051?
4. Каким образом выполняется тестирование ячеек внешней памяти кон-
троллера?
65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Осокин, А.Н. Схемотехника ЭВМ: учеб. пособие / А.Н. Осокин, А.Н. Маль-
чуков. − Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2013. – 171 с.
2. Белоусов, А.И. Основы схемотехники микроэлектронных устройств [Элек-
тронный ресурс] / А.И. Белоусов, В.А. Емельянов, А.С. Турцевич. – Электрон. текстовые данные. − М.: Техносфера, 2012. – 472 c.
3. Новиков, Ю.В. Введение в цифровую схемотехнику [Электронный ресурс] /
Новиков Ю.В. – Электрон. текстовые данные. – М.: Интернет-Университет
Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. – 392 c.
4. Схемотехника высокопроизводительных систем на Multisim: Метод. указа-
ния к лабораторным работам [электронное издание] / Сост.: И.В. Воронцов,
С.А. Федосов. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т; 2016. – 86 с.
5. Воронцов, И.В. Теория автоматов и формальных языков: лабораторный
практикум / И.В. Воронцов, С.П. Орлов. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т,
2013. – 170 с.
6. Цифровая схемотехника: метод. указания к лаборат. работам / Сост.
И.В. Воронцов, В.П. Золотов. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2012. – 77 с.
7. Моисейкин, Е.В. Микроконтроллеры семейства MCS-51. Теория и практика:
учеб.-метод. пособие / Е.В. Моисейкин. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та,
2017. – 144 с.
66
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................................................................................... 3
Лабораторная работа № 1. Исследование статических характеристик
логических элементов .............................................................................................. 4
1.1. Краткие теоретические сведения ................................................................... 4
1.2. Порядок выполнения .................................................................................... 12
Лабораторная работа № 2. Исследование динамических характеристик
логических элементов ............................................................................................ 15
2.1. Краткие теоретические сведения ................................................................. 15
2.2. Порядок выполнения .................................................................................... 21
Лабораторная работа № 3. Исследование мультиплексоров и их применение
для реализации булевых функций ......................................................................... 23
3.1. Краткие теоретические сведения ................................................................. 23
3.2. Порядок выполнения .................................................................................... 31
Лабораторная работа № 4. Исследование схем сумматоров ............................... 34
4.1. Краткие теоретические сведения ................................................................. 34
4.2. Порядок выполнения .................................................................................... 35
Лабораторная работа № 5. Арифметико-логическое устройство ........................ 41
5.1. Краткие теоретические сведения ................................................................. 41
5.2. Порядок выполнения .................................................................................... 41
Лабораторная работа № 6. Последовательная синхронная передача данных .... 45
6.1. Краткие теоретические сведения ................................................................. 45
6.2. Порядок выполнения .................................................................................... 50
Лабораторная работа № 7. Общие шины и параллельная передача данных ...... 52
7.1. Краткие теоретические сведения ................................................................. 52
7.2. Порядок выполнения .................................................................................... 53
Лабораторная работа № 8. Микроконтроллер с внешней памятью .................... 57
8.1. Краткие теоретические сведения ................................................................. 57
8.2. Порядок выполнения .................................................................................... 58
Библиографический список ................................................................................... 66
67
Учебное издание
ПУГАЧЕВ Анатолий Иванович
ФЕДОСОВ Сергей Александрович
Схемотехника высокопроизводительных систем
В авторской редакции
Компьютерная верстка И.О. Миняева
Выпускающий редактор Ю.А. Петропольская
Подписано в печать 01.06.21
Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная
Усл. п. л. 3,95. Уч.-изд. л. 3,92
Тираж 50 экз. Рег. № 56/21
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Самарский государственный технический университет»
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус
Отпечатано в типографии
Самарского государственного технического университета
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус № 8
68
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]