Обзор регистров и озу

Область ОЗУ организована как 128 х 8. К ячейкам ОЗУ можно  адресоваться прямо или косвенно, через регистр указатель FSR (04h). Это также  относится и к EEPROM памяти данных-констант.

Таблица 2.2 - Регистры

	Page 0	Page 1
00	Indirect add.		80
01	RTCC	OPTION	81
02	PCL		82
03	STATUS		83
04	FSR		84
05	PORT A	TRISA	85
06	PORT B	TRISB	86
07			87
08	EEDATA	EECON1	88
09	EEADR	EECON2	89
0A	PCLATH		8A
0B	INTCON		8B
0C 2F	36 регистров общего назначения	тоже	8C AF
30 7F	не существует		B0 FF

В регистре статуса (03h) есть биты выбора  страниц,  которые  позволяют обращаться к четырем страницам будущих модификаций этого кристалла.  Однако для PIC16F84 память данных существует только  до  адреса  02Fh.  Первые  12 адресов используются  для  размещения  регистров  специального  назначения. Регистры с адресами 0Ch-2Fh могут быть использованы,  как  регистры  общего назначения, которые представляют собой статическое ОЗУ. Некоторые  регистры специального назначения  продублированы  на  обеих  страницах,  а  некоторые расположены на странице  1  отдельно.  Когда  установлена  страница  1,  то обращение к адресам 8Ch-AFh фактически адресует  страницу  0.  К  регистрам можно адресоваться прямо или косвенно. В обоих случаях можно адресовать  до 512 регистров.

3. Работа PIC16F84

_{Для работы микроконтроллера необходимо:}

1. _{определиться с управляющими сигналами, сигналами ввода/вывода и т.д.}

2. _{определиться с вводимыми и выводимыми данными;}

3. _{разработать программный код для микроконтроллера.}

_{Зададим назначение ножек PIC16F84, которое будет использоваться в данной конкретной работе.}

Таблица 2.3 – Используемые контакты и их назначение

Обозначение	Назначение	Значение
RA0 - RA3	линия ввода.	0, 1
RA4/RTCC	не используется	0
RB0/INT	внешний вход прерывания	прерывание по нарастающему фронту
RB1 – RB7	линия вывода.	0, 1
MCLR/Vрр	сигнал сброса для контроллера.	норм. работа 0- сброс
OSC1/CLKIN OSC2/CLKOUT	для подключения кварца	-
Vdd	напряжение питания	-
Vss	общий	-

_{Режим 8 битовых символов на дисплее, ввод слева – простейший формат отображения в котором каждой позиции дисплея определена строка (полустрока) в ОЗУ отображения.}

_{Для определения входных и выходных данных рассмотрим для начала расположение индикаторов дисплея.}

_{Рисунок 2.4 – Расположение индикаторов дисплея}

_{Как видно из Рисунка 2.4 индикаторы A-G позволяют отображать информацию на самом дисплее. Также для подключения имеется индикатор H, который представляет собой точку. Для простоты построения программного кода микроконтроллера индикатор H использоваться не будет.}

_{Таким образом для отображения информации на одном дисплее достаточно одного микроконтроллера. Контакты микроконтроллера RB1-RB7 будут соответствовать индикаторам A-H. Высокий выходной сигнал (т.е. 1) с микроконтроллера будет зажигать соответствующие индикаторы.}

_{Например, нам необходимо отобразить на дисплее цифру 7, для этого необходимо, чтобы на индикаторе загорелись A, B и C, что соответствует контактам RB1, RB2 и RB3 соответственно. Значит микроконтроллер должен выдать на порт B(1-7) такую последовательность: 1110000.}

_{С выходными сигналами разобрались, теперь перейдём к входным.}

_{Входные сигналы будут соответствовать цифрам, которые необходимо отобразить. Порт A (не считая RA4) предназначен для ввода информации. Для отображения цифр на экране индикатора нам потребуется определиться с входной последовательностью. Составим таблицу соответствия входов и выходов микроконтроллера.}

Таблица 2.4 – _{входные и, соответствующие им, выходные сигналы}

Цифра	Входы				Выходы
	RA0	RA1	RA2	RA3	RB1 (A)	RB2 (B)	RB3 (C)	RB4 (D)	RB5 (E)	RB6 (F)	RB7 (G)
1	0	0	0	1	0	1	1	0	0	0	0
2	0	0	1	0	1	1	0	1	1	0	1
3	0	0	1	1	1	1	1	1	0	0	1
4	0	1	0	0	0	1	1	0	0	1	1
5	0	1	0	1	1	0	1	1	0	1	1
6	0	1	1	0	1	0	1	1	1	1	1
7	0	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0
8	1	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1
9	1	0	0	1	1	1	1	1	0	1	1
0	1	0	1	0	1	1	1	1	1	1	0

_{Определившись с входными/выходными последовательностями и сигналами можно приступать к программированию микроконтроллера.}

Для этого нам понадобятся следующие вещи:

- микpосхема PIC16F84;

- ассемблеp MPALC;

- пpогpамматоp PROPIC;

_{Текст программы находится в Приложении А.}

_{Теперь у нас имеется запрограммированный микроконтроллер который уже можно использовать в схеме.}

4. Выбор адресного пространства

При выборе зоны адресов проектируемого модуля необходимо учитывать распределение адресов ввода/вывода стандартных и используемых УВВ микропроцессорной системы и выбирать адреса из свободных зон. В таблице 2.2 приведена карта адресов УВВ архитектуры IBMPC.

Таблица 2.5 - Карта адресов УВВ архитектуры IBMPC
Зона адресов	Устройство ввода/вывода
000-01F	Контроллер ПДП (DMA- master)
020-021	Контроллер прерываний (Мaster)
022-023	Регистры управления аппаратурой. Порты ввода/вывода
040-05F	Регистры управления таймером
060-06F	Контроллер интерфейса клавиатуры (8042)

Таблица 2.5 - Продолжение

0A0-0BF	Контроллер прерываний (Slave)
070-07F	Порты RTC и порты ввода/вывода CMOS
080-09F	Регистры ПДП
0C0-0DF	Контроллер ПДП (DMA – slave)
0F0-0FF	Математический сопроцессор
1F0-1FB	Контроллер жесткого диска
278-27F	Параллельный порт #2
2B0-2DF	Контроллер графического адаптера
2F8-2FF	Последовательный порт #2
360-36F	Сетевые порты
378-37F	Параллельный порт #1
3B0-3BF	Адаптер параллельного порта и монохромного режима
3C0-3CF	EGA-адаптер
3D0-3FD	CGA-адаптер
3F0-3F7	Контроллер дисковода на гибких дисках
3F8-3FF	Последовательный порт #1

Требования, предъявляемые к селекторам адреса:

высокое быстродействие (селектор адреса должен иметь задержку не более чем интервал между выставлением адреса и началом сигнала строба обмена);

возможность изменения селектируемых адресов (особенно важно для устройств ввода/вывода из-за малого количества свободных адресов);

малые аппаратурные затраты.

Самое простое решение при построении селектора адреса - использование только микросхем логических элементов. Основным достоинством такого подхода является высокое быстродействие (задержка не превышает 30 нс).

Выбираем адрес 310h.

Плата занимает два адреса.

Выделяем зоны:

1 – не изменяющаяся, определяет адрес платы, это старшие разряды;

2 – переменная, определяет адрес устройства внутри этого модуля, это младшие разряды.

На рисунке 2.6 показана схема селектора адреса.

Таблица 2.6 - Адрес

AEN	SA9	SA8	SA7	SA6	SA5	SA4	SA3	SA2	SA1	SA0
0	1	1	0	0	0	1	0	0	0	0

Рисунок 2.5 - Схема построения селектора адреса

5. Разработка структуры сопряжения с внешними сигналами.

Управляющие сигналы подаются непосредственно на БИС PIC16F84, а данные и комманды передаются через буферный регистр, что необходимо для синхронизации работы устройства и подключаемой ЭВМ.

Управление устройством осуществляется с помощью управляющих сигналов (Таблица 2.7), которые передаются устройству по линиям, подключенным к разъёму шины ISAи составляют канал управления устройством.

Таблица 2.7 – Управляющие сигналы

Сигнал	Назначение сигнала	Вход	Выход
SA<9...0>	Адресные сигналы	+	--
AEN	Передача данных/передача команд	+	--
SD<7...0>	Шина данных	+	--
-IOW	Разрешение записи	+	--
IRQ	Прерывание	+	--
RESET DRV	Аппаратный сброс устройства	+	--

Дисплейная часть устройства организована следующим образом. Информация из шины ISAпередаётся в регистр по линиямSD1-SD7, после разрешения записи (-IOW) из регистра информация попадает непосредственно вPIC16F84. После обработки микроконтроллером, выдаются сигналы непосредственно на индикатор.

6. Выбор элементной базы

Для создания разрабатываемого устройства были использованы два микроконтроллера PIC16F84 для двух индикаторов АЛС314А.

Другие полупроводниковые приборы были выбраны из соображения их максимальной электрической совместимости с выходными характеристиками микроконтроллера.

7. Выводы к главе 2

В данной главе произведены разработка обобщенной схемы модуля, выбор СБИС описание её структуры, выбор адресного пространства, разработка структуры сопряжения с внешними сигналами, выбор элементной базы. Рассмотрены связь микроконтроллера с системной шиной, программирование и работа PIC16F84, интерфейс дисплея.