ASSEMBLER / Описание аппаратуры MPC

Структура контроллера

Учебный контроллер состоит из следующих основных узлов:

1. Микроконтроллер (МК) Intel 80C51GB с тактовой частотой 11,059 МГц

2. Модуль памяти с совмещенным адресным пространством кода и данных (SRAM 32K и Flash ROM 16K), подключенных через мультиплексированную шину данных/адреса

3. Сетевой модуль с преобразователями интерфейсов RS-232 и RS-485, гальванически изолированные (опторазвязка) от других схем контроллера

4. Драйвер интерфейса RS-232 для монитора (отладчика)

5. Логических входов и выходов (кнопки Пуск и Стоп, «светофор»)

6. Модуля АЦП с

7. Имитатора объекта управления с двумя апериодическими звеньями

8. ШИМ 15,6 кГц с отключаемым фильтром для управления объектом

9. Силовым ключом на КМОП-транзисторе с драйвером для управления подсветкой ЖКИ (5В, 0.5А)

10. Символьного жидкокристаллического дисплея (ЖКИ) с контроллером HD44780u и стандартным 8-битным (4-битным) интерфейсом

11. Цифровой матричной клавиатурой 4 строки х 3 клавиши

12. Последовательной перепрограммируемой памяти EEPROM, подключенной к МК по шине SPI

13. Блока питания

Все узлы контроллера размещены на двух печатных платах: базовой и дополнительной и смонтированы в едином пультовом корпусе.

Структура ПО

Адресное пространство

Микроконтроллеры семейства Intel MCS-51 имеют четыре основные, независимо адресуемые, области памяти:

1. Внутренняя память данных

2. Регистры специальных функций

3. Внешняя память данных

4. Внешняя память программ

В учебном контроллере внешняя память данных находится в одном адресном пространстве с внешней памятью программ. Распределение областей всех видов памяти приведено на рисунке.

Рис. 3. Распределение памяти микроконтроллера

Системная область внешней памяти показана серым цветом. Штриховкой обозначены несуществующие адреса. Все остальные области доступны для использования программистом.

Внешняя память

Учебный контроллер имеет совмещенное адресное пространство (архитектура фон Неймана) внешней памяти микроконтроллера. Младшая половина является системной и доступна только для чтения (Flash-ПЗУ). Старшая половина адресного пространства отдана под программу и данные пользователя, которые хранятся в ОЗУ.

Рис. 3. Распределение внешней памяти микроконтроллера

Программа и данные размещаются с адреса 8000h по F7FF, всего 30 Кбайт. Распределение этого адресного пространства не регламентируется. Соотношение между размерами области программы и области данных может быть любым, если их суммарный объем не больше 30К. Например, 24К может быть отведено под программу и 6К под данные.

Внутренняя память данных

В учебном контроллере имеется внутренняя память данных объемом 256 байт. Свободно адресовать можно имеют младшие 128 байт, старшие 128 байт доступны только через косвенную адресацию. Чаще всего старшая половина внутренней памяти данных отводится под стек.

Регистры специальных функций

В МК 51GB используются 70 из 128 возможных адресов области регистров специальных функций (РСФ). Её распределение приведено на рисунке, вне таблицы указаны их адреса в шестнадцатеричном формате. Для каждого регистра указано его состояние при сбросе МК (символом x обозначено неопределенное).

РСФ доступны только при прямой адресации. Использование косвенной приведет к обращению к внутреннему ОЗУ.

* – стандартные РСФ семейства MCS-51

Рис. 4. Регистры специальных функций

Панели контроллера

Учебный контроллер имеет две панели, на которых размещены органы индикации и управления, разъемы для подключения внешних устройств.

Передняя панель

Задняя панель