Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1.Организация микроконтроллера МК1816
1.1Общие сведения о семействе микроконтроллеров К1816.
1.2.Функциональное назначение выводов корпуса МК.
2.Арифметическо-логическое устройство (АЛУ) микроконтроллера МК1816
3.Память микроконтроллера МК1816
3.1.Память программ (или - память команд, ПК)
3.2.Память данных (или - оперативная память, ОЗУ)
4.Организация ввода – вывода в микроконтроллере МК1816
4.1.Порты (или каналы) ввода - вывода Р1 и Р2
4.2.Порт ввода - вывода BUS (или DB)
5.Управление работой микроконтроллера МК1816
5.1.Синхронизация микроконтроллера
5.2.Системный сброс.
5.3.Пошаговый режим работы.
6.Варианты структур микроконтроллерных систем (МКС) на основе МК1816
6.1.МК-система с расширенной памятью программ
6.2.МК-система с расширенной памятью данных
6.3.МК-система с расширенным вводом-выводом
7.Система команд микроконтроллера МК1816
7.1.Команды пересылки и обмена
7.2.Команды арифметических и логических операций (в том числе и операций над признаками)
7.2.1.Общие сведения.
7.2.2.Команды группы арифметических операций
7.2.3.Команды группы логических операций
7.3.Команды ввода - вывода
7.4.Команды передачи управления (в том числе и операций с подпрограммами)
7.5.Команды операций с таймером
7.6.Команды управления режимом работы МК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.Организация микроконтроллера мк1816
1.1.Общие сведения о семействе микроконтролеров к1816.
Однокристальный 8-разрядный микроконтроллер КМ1816ВЕ48 (МК 1816), представляет собой БИС, включающую следующие элементы:
арифметическо-логическое устройство,
устройство управления,
постоянное ЗУ программ,
ОЗУ данных,
интерфейсные схемы.
Хотя МК обладает небольшим объемом памяти программ и данных, простым набором команд, ограниченными возможностями ввода - вывода информации, МК является хорошей базой для построения систем цифрового контроля и управления объектами или процессами. Организация, система команд и средства ввода - вывода информации МК 1816 лучше всего приспособлены для решения задач управления и регулирования в сравнительно несложных объектах, приборах и технологических процессах.
В состав аппаратурных средств МК входят:
стираемое перепрограммируемое ПЗУ (СППЗУ) программ емкостью 1 Кбайт;
регистровое ОЗУ данных емкостью 64 байта;
8-разрядное арифметическо-логическое устройство;
устройство управления;
8-битный программируемый таймер/счетчик событий;
программно-управляемые схемы ввода - вывода (27 линий).
Организация МК и его система команд допускают в случае необходимости расширение функционально-логических возможностей контроллера. С использованием внешних дополнительных БИС адресное пространство ППЗУ программ может быть расширено до 4 Кбайт. Архитектура МК обеспечивает возможность прямой адресации внешнего ОЗУ емкостью 256 байт. С использованием более сложных программно-реализуемых способов адресации емкость внешнего ОЗУ может быть увеличена до требуемого объема страницами по 256 байт в каждой.
Путем подключения интерфейсных БИС ППА КР580ВВ55 число линий связи МК с объектом управления может быть увеличено практически без ограничений. В МК 1816 реализована система векторного прерывания от двух источников: внутреннего таймера/счетчика событий и внешнего источника. Внутренний стек (8-уровневый) обеспечивает автоматическое сохранение и восстановление основных параметров вычислительного процесса при запросах прерывания и при возврате после обслуживания прерывания.
Для связи с объектом управления, как уже сказано, МК имеет 27 линий:
три 8-битных порта ввода-вывода информации,
два входа для тестирующих сигналов Т0 (синхросигнал) и Т1,
один вход запроса прерывания (ЗПР*).
Кроме того, имеются выводы для подключения внешнего кварцевого резонатора (осциллятора) для стабилизации частоты генератора синхросигналов, а также для передачи таких сигналов, как
начальная установка,
строб адреса внешней памяти,
чтение,
запись.
Вывод, через который МК в процессе работы выдает сигнал стробирования УВВ, на этапе заполнения СППЗУ программ используется для подачи программирующего сигнала. Выводы, через которые подаются сигналы пошаговой работы и режима внешнего доступа, используются на этапе отладки МК при тестировании прикладной программы.
Микроконтроллер 1816 может работать с тактовой частотой от 1 до 6 МГц. При подключении к выводам X1 и Х2 стандартного кварцевого осциллятора на 5,994 МГц цикл однобайтной команды составляет 2,5 мкс, а двухбайтной - 5 мкс. Может быть использован внешний источник синхросигнала, подключаемый к выводу X1.
Микроконтроллер 1816 запитывается от одного источника напряжением 5 В ±10%. Рассеиваемая им мощность 1,5 Вт. Диапазон рабочих температур от 0 до +70 °С.
На рисунке показана структура МК 1816.
Микроконтроллер 1816 конструктивно выполнен в корпусе БИС с 40 внешними выводами. Все выводы электрически совместимы с элементами ТТЛ, входы представляют собой единичную нагрузку, а выходы могут быть нагружены одной ТТЛ-нагрузкой.
Основу структуры МК образует внутренняя 8-битная шина, которая связывает между собой все устройства БИС:
арифметико-логическое устройство (АЛУ),
устройство управления,
память,
порты ввода-вывода информации.
Функциональное назначение выводов корпуса МК. Ниже приводятся символические имена выводов(сигналов), в скобках указываются номера выводов корпуса и дается краткое пояснение назначения вывода.
ЗЕМЛЯ (En2) (20) - потенциал земли.
Uосн (En1) (40) - основное напряжение питания +5 В подается во время работы и при программировании СППЗУ.
Uдоп (Общ.) (26) - дополнительное напряжение питания +5 В во время работы МК обеспечивает электропитание только для СППЗУ; на этот вывод при программировании СППЗУ подается напряжение +25 В.
ПРОГ/СТБВБ (PROG) (25) - вход для подачи программирующего импульса +25 В при загрузке СППЗУ; выход стробирующего сигнала УВВ во время работы.
X1 (XTAL1) (2) - вход для подключения вывода кварцевого осциллятора или вход для сигнала от внешнего источника синхронизации.
Х2 (XTAL2) (3) - вход для подключения второго вывода осциллятора.
СБРОС* (RES*) (4) - вход сигнала общего сброса при запуске МК; сигнал 0 при программировании и проверке СППЗУ.
ШАГ (SS) (5) - сигнал, который совместно с сигналом САВП позволяет выполнять программу с остановом после исполнения очередной команды; используется на этапе отладки.
РВП* (PSEN*) (9) - разрешение внешней памяти; сигнал подается на вход разрешения буфера внешней памяти только тогда, когда происходит обращение к внешней памяти программ.
САВП (ALE) (11) - строб адреса внешней памяти; сигнал используется для приема и фиксации адреса внешней памяти на внешнем регистре, сигнал является идентификатором машинного цикла, так как всегда выводится из МК с частотой, в 5 раз меньшей основной частоты синхронизации.
ЧТ* (RD*) (8) - стробирующий сигнал при чтении из внешней памяти или УВВ.
ЗП* (WR*) (10) - стробирующий сигнал при записи во внешнюю память данных или УВВ.
Т0 (T0) (1) - входной сигнал, опрашиваемый по командам условного перехода JT0 и JNT0; используется при программировании СППЗУ; может быть использован для вывода сигнала синхронизации по команде ENT0 CLK.
Т1 (T1) (39) - входной сигнал, опрашиваемый командами условного перехода JT1 и JNT1 кроме того, используется в качестве входа внутреннего счетчика внешних событий после исполнения команды STRT CNT.
ЗПР* (INT*) (6) - сигнал запроса прерывания от внешнего источника; вызывает подпрограмму обслуживания прерывания, если прерывание разрешено ранее по команде ENI; сигнал СБРОС запрещает прерывания.
РВД (EA) (7) - режим внешнего доступа; уровень 1 на этом входе заставляет МК выполнять выборку команд только из внешней памяти программ; используется при тестировании прикладной программы и отладке МК.
Канал (порт) Р10-7 (27 - 34) - 8-разрядный квазидвунаправленный порт ввода - вывода информации; каждый разряд порта может быть запрограммирован на ввод или на вывод.
Канал (порт) Р20-7 (21 - 24, 35 - 38) - 8-разрядный квазидвунаправленный порт ввода - вывода информации. Каждый разряд порта может быть запрограммирован на ввод или вывод; биты Р20-3 во время чтения из внешней памяти программ содержат старшие четыре разряда счетчика команд CK8-11, во время ввода - вывода используются для схемы расширения ввода - вывода и адресуют внешние порты Р4 - Р7.
Канал (порт) BUS0-7 (12 - 19) - 8-разрядный двунаправленный порт ввода-вывода информации; может быть отключен от нагрузки; может выполнять прием и выдачу байтов синхронно с сигналами ЧТ* и ЗП*; при обращении к внешнему ППЗУ программ содержит 8 младших разрядов счетчика команд и затем по сигналу РВП принимает выбранную команду; при обращении к внешнему ОЗУ данных содержит младшие 8 разрядов адреса синхронно с сигналом САВП и байт данных синхронно с сигналами ЧТ* или ЗП*.