Встроенные микропроцессорные системы / ВстроенныеСистемы / mps11

Лекция 11

6. Микроконтроллер Intel 8052

На рис.6.1 приведен интерфейс МК 8052 с внешним миром.

P0 – P3 – восьмиразрядные порты прямого ввода-вывода и их альтернативные функции.

/PSEN – разрешение чтения внешней памяти программ.

ALE – разрешение фиксации адреса.

/EA – разрешение работы с внешней памятью программ.

6.1.Организация микроконтроллера

Организация микроконтроллеров (МК) ориентирована на применение встраиваемых в изделие недорогих МПС реального времени, рабочая программа которых расположена в ПЗУ.

В состав МК 8052 входит 8-разрядный ЦПУ, ПЗУ программ, сверхоперативное ОЗУ (scratchpad RAM) на 256 байт, 4 8-разрядных порта прямого ввода-вывода, 3 16-разрядных таймера/счетчика, UART и радиальную систему прерываний с 6 источниками запросов. Базовая организация предоставляет встроенные средства расширения ресурсов, которые предусматривают реализацию вне кристалла памяти программ и данных до 64 Кбайт.

6.1.1. Набор регистров

На рис.6.2 приведен набор программно-доступных регистров. Центральным регистром набора считается аккумулятор А, выполняющий обычные функции основного арифметического регистра.

Регистр В служит расширением А, необходимым для операций умножения и деления, причем он является как источником так и приемником операндов. Во всех других операциях В выполняет функции, определяемые пользователем.

Регистр PSW (слово состояния программы) содержит признаки результатов выполнения команд:

PSW.7 C – перенос из старшего разряда АЛУ (Арифметико-логическое Устройство);

PSW.6 AC – дополнительный перенос из младшей тетрады АЛУ;

PSW.5 F0 - флаг пользователя общего назначения;

PSW.4 - PSW.3 RS – выбор одного из четырех возможных банков регистров;

PSW.2 OV – арифметическое переполнение результата;

PSW.1 P – признак четности А.

Cчетчик команд (PC) управляет последовательностью выборки команд, хранящихся в памяти программ. Указатель данных DPTR используется в качестве адресного при пересылке констант из памяти программ и доступу к внешней памяти данных, а также для организации передачи управления. Начальное состояние PC при сбросе равно 0, что обеспечивает передачу управления по стартовому адресу 0000Н.

Указатель стека (SP) образует системный стек в сверхоперативном ОЗУ. Он всегда содержит адрес последнего байта, занесенного в стек. Стек растет в сторону увеличения содержимого SP. Начальное состояние SP при сбросе равно 07Н.

Предусмотрено 4 банка по 8 рабочих регистров R0 – R7 в каждом, переключаемых полем RS PSW. Регистры выполняют общецелевые функции промежуточного хранения данных. R0 и R1 каждого банка реализуют функции 8-разрядного указателя данных.

Использование набора рабочих регистров позволяет существенно уменьшить длительность переключения контекстов ЦПУ, что важно для МПС реального времени.

6.1.2. Организация памяти

Пространство внутренней памяти имеет объем 256 байт. Все банки рабочих регистров, а также системный стек располагаются во внутренней памяти данных и могут рассматриваться как обычные ячейки. При прямой адресации доступна только младшая половина адресного пространства внутренней памяти данных (128 байт), а при косвенной адресации (через R0 или R1) доступ к любой ячейке.

Для управления УВВ микроконтроллера предусмотрен ряд регистров (регистры специальных функций - SFR), которые размещаются во второй половине прямо адресуемого пространства.

ЦПУ МК содержит логику, предназначенную для выполнения однобитных операций – булев процессор (БП). В основу БП положен аккумуляторный принцип. Роль аккумулятора выполняет флаг переноса С.

Для хранения булевых данных предусмотрено одноразрядное линейно упорядоченное пространство объемом 256 бит, которое совмещено с байтовым пространством. При этом одна часть пространства (с 0 по 127 бит) попадает на обычные ячейки с 32 по 47. Другая часть битового пространства попадает на SFR.

На рис.6.3 приведена структура внутренней памяти МК 8052.