- •Московский Государственный Университет Приборостроения и Информатики
- •Введение. Понятие о микропроцессорах
- •История появления микропроцессоров
- •Терминология курса
- •Классификация и основные параметры мп
- •1. Обзор современных оэвм
- •1.1. Микроконтроллеры фирмы motorolla
- •1.1.1. Семейство нс05
- •1.1.2. Семейство нс08
- •12-Разрядный 6 канальный контроллер шим (pwm08),
- •1.1.3. Семейство нс11
- •1.1.4. 16- И 32-разрядные микроконтроллеры motorola
- •1.1.5. Номенклатура и области применения микроконтроллеров семейства 68нс16
- •1.1.6. Номенклатура и области применения микроконтроллеров семейства 68300
- •1.2. Производители микроконтроллеров семейства mcs51
- •1.3. 8-Разрядные кмоп flash микроконтроллеры семейства ат89.
- •1.3.1. Отличительные особенности
- •1.4. Высокопроизводительные 8-разрадные risc контроллеры семейства at90s
- •1.4.1. Вычислительные особенности
- •1.5. Программируемые контроллеры фирмы Dallas Semiconductor
- •1.5.1. Микроконтроллеры с динамической организацией (Soft Мicго)
- •1.5.2. Обеспечение высокой производительности в скоростных микроконтроллерах.
- •1.5.3. Организация памяти скоростных контроллеров.
- •1.5.4. Возможности скоростных контроллеров.
- •1.6. Семейство микроконтроллеров msp430 Texas Instruments
- •1.6.1. Risc-архитектура
- •1.6.2. Режимы энергосбережения
- •1.6.3. Системный генератор
- •1.6.4. Библиотека fpp ( Floating Point Package )
- •1.6.5. Отладочные средства
- •1.6.6. Краткие технические характеристики семейства msp430 (Flash-Based)
- •2. Архитектура мп и микро-эвм
- •2.1 Общая архитектура мпс
- •2.2. Принципы управления операциями
- •2.3. Архитектура микропроцессоров
- •2.4. Микропроцессор кр580ик80а
- •2.4.1. Принцип работы мп
- •2.4.2. Организация стека в мпс
- •2.4.3. Организация прерываний
- •2.4.4. Организация пдп
- •2.4.5. Форматы данных и команд
- •2.5. Форматы команд и способы адресации
- •2.6. Система команд микропроцессораКр580ик80а
- •3. Запоминающие устройства и их основные характеристики
- •3.1. Оперативные запоминающие устройства
- •3.2. Постоянные запоминающие устройства
- •4. Средства связи мпс с объектами
- •4.1. Общие положения
- •4.1. Аналого-цифровые преобразователи
- •3.2. Цифро-аналоговые преобразователи
- •3.3. Преобразователи уровня и другие средства связи
- •4. Применение микропроцессоров и микропроцессорных систем
- •4.1. Особенности создания рэс на мп
- •4.2. Применение мп в измерительных приборах
- •4.3. Применение мп в промышленности. Связи, в быту
- •5. Перспективы развития микропроцессорных систем
- •5.1. Совершенствование аппаратных средств мпс
- •5.1.1. Развитие структуры и характеристик мп.
- •5.1.2. Совершенствование схем памяти
- •5.1.3. Развитие внешних устройств мпс.
- •5.2. Совершенствование программного обеспечения
- •Литература
- •Приложение 1
- •Содержание
- •1. Обзор современных оэвм 8
- •2. Архитектура мп и микро-эвм 32
1.1.3. Семейство нс11
Семейство НС11 в отличие от МК "заказных" семейств, содержит около 40 универсальных МК, ориентированных как массовое производство, так и на мелкое и среднее производство.
Все МК содержат одинаковое 8-разрядное ЦПУ "второго поколения" (МС6809), которое отличается повышенной производительностью, эффективной системой команд и методами адресации. МК семейства НС11 содержат встроенную память различных типов и конфигураций. Периферийные устройства представлены подсистемами, наиболее часто требующимися во встроенных системах: таймеры, АЦП, ШИМ, ЦАП, последовательный интерфейс и встроенный сопроцессор.
ЦПУ семейства удобно для программирования. Его особенности (рис.1.6):
2 8-битных или 1 16-битный аккумулятор,
2 16-битных индексных регистра,
2 программно управляемых режима пониженного энергопотребления,
операции умножения 8х8 и деления 16/16,
внутренняя тактовая частота до 4 МГц.
Рис. 1.6. Структурная схема ЦПЭ семейства НС11
Система команд состоит из следующих групп:
команды пересылки данных через аккумуляторы,
команды пересылки для стека и индексных регистров,
команды переходов и работы с подпрограммами,
арифметические команды,
команды работы с битами,
специальные команды.
Встроенная память МК имеет в своем составе все типы памяти, которые доступны для НС05. Все МК адресуют внешнюю память, есть версии с немультиплексированными шинами данных и адреса, а также с расширенным до 256 К...1Мбайт адресным пространством.
МК функционируют в одном из трех режимов, которые задаются с помощью специальных входов при сбросе:
однокристальный режим - программа находится во внутреннем ППЗУ, при этом порты доступны для ввода-вывода,
расширенный режим - возможно подключение памяти программ или данных
режим загрузки - управление после сброса передается в масочное ПЗУ, в котором находится программа загрузки кода с ПЭВМ по последовательному каналу в любую часть памяти (даже в ППЗУ и EEPROM).
МК этого семейства позволяют программно переназначать начало областей ОЗУ, ППЗУ и регистров в любую область с кратностью 4 К.
Примером МК семейства НС11 может служить МК MC68HC11F1, предназначенный для работы в средствах связи, промышленного упрапвления. У него нет встроенного ППЗУ.
Рис. 1.7. Структурная схема МК MC68HC11F1
Основные характеристики МК:
немультиплексированная шина адреса-данных, частота 4 МГц,
4 программируемой выборки для внешней памяти или внешних устройств,
512 байт EEPROM, 1024 байт ОЗУ,
16-разрядный таймер: 3-4 канала входной фиксации, 4-5 выходных каналов со сравнением,
АЦП 8-р 8 каналов,
2 последовательных интерфейсов: асинхронный и синхронный.
ругим примером применения МК, где требуется большой объем встроенной памяти, служит использование МК МС68НС711К4. Он имеет:
немультиплексированная шина адреса-данных, частота 4 МГц,
768 байт ОЗУ, 640 байт EEPROM,
24 Кбайт ППЗУ,
16-разрядный таймер,
4-канальный 8-разрядный ШИМ,
последовательные интерфейсы SCI+SPI,
возможность адресации внешней памяти объемом до 1 Мбайт.
Рис. 1.8. Структурная схема МК МС68НС711К4