Микроконтроллер к1816 ве51/31(intel 8051)
Рис.3.1Обобщенная
структура однокристального микроконтроллера
(ОМК): Г - генератор ; ССУ - схема синхронизации
и управления; УР - управление режимом;
СС и У - сигналы синхронизации и управления;
МП - микропроцессор; РПЗУ/ППЗУ -
репрограммируемое ПЗУ или программируемое
ПЗУ; ОЗУ - оперативное запоминающее
устройство; СА - системный адаптер; Т/С
- таймер/счетчик; БОП - блок обработки
прерываний; ПарПП - параллельные порты
ввода/вывода; ПосПП - последовательные
порты ввода/вывода; БАВВ - блок аналового
ввода/вывода.
ОМК представляет собой СБИС, состоящую из:
8-разрядного МП;
2-х 16-ти разрядных счетчиков;
4-х 8-ми разрядных параллельных портов ввода/вывода, каждый бит которых можно настроить на ввод или вывод;
- последовательного порта;
- подсистемы прерываний;
- резидентного ОЗУ (128х8);
-резидентного ПЗУ (или РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием информации) 4Кх8;
- напряжение питания 5В. Ток потребления 18 мА( КМОП-технология), 150-200 мА (n-МОП-технология)
- максимальная тактовая частота 12МГц, что обеспечивает время выполнения основных команд за 1 – 2 мкс; только умножение и деление выполняется за 4 мкс.
Однокристальные микроЭВМ выпускаются в следующих модификациях:
KP1816BE31(8031AH) - без резидентной памяти программ,
KP1816BE51(8051AH) - масочное ПЗУ,
KM1816BE751(8751H) -РПЗУ с УФ,
KP1830BE31(80C31) –ОМК на КМОП-транзисторах
KP1830BE51(80C51),
KM1830BE751(87C51).
Архитектура МП реализует гарвардский принцип организации. Особенностью этой архитектуры является разделение общей памяти на память команд и память данных, при этом в ОМК используют раздельные команды для обращения к памяти и данным. Длина команды в машине фон Неймана ( принстонская организация) получается больше, т.к. используются общие способы адресации для команд и для данных.В то же время, число необходимых способов адресации для команд значительно меньше, чем для данных.
Применение раздельных команд существенно уменьшает длину каждой команды (при прочих равных условиях). Разделение памяти программ и данных при наличии двух независимых магистралей для обращения к ПЗУ программ и ОЗУ данных существенно упрощает организацию конвейерной обработки: после выборки очередной команды возможно одновременное обращение к ПЗУ за следующей командой и выборка данных из ОЗУ. В ОМК ВЕ51 раздельные магистрали не реализованы.
Рис.3.2. Структура ОМК К 1816 ВЕ51: Р0-Р3 - двунаправленные восьми разрядные порты; СК - счетчик команд; РУД- регистр - указатель денных; РУС - регистр указателя стека; РА - регистр адреса; С/Т0 , С/Т1 - счетчик/таймер; ПА - последовательный адаптер; ССП - регистр слова состояния процессора; INT1, INT0 - входы внешних запросов прерываний; EA/VPP - отключение резидентной памяти программ (ЕА/РР)=0/ дополнительное питание +21В в режиме программирования резидентной памяти программ; RST/VPD - системный сброс/аварийное питание +5В в режиме пониженного энергопотребления; ALE/PROG - выход строба фиксации адреса внешней памяти / импульс программирования резидентной памяти программ; PSEN - чтение внешней памяти команд.
Форматы данных:
данные с фиксированной запятой;
двоичные;
двоично-десятичные;
Формы представления данных:
числовые;
логические;
битовые;
Длина формата:
16 бит;
8 бит;
1 бит;
Форматы команд:
одноадресные;
двухадресные;
безадресные;
Способы адресации:
резидентная память данных:
прямая,
прямая регистровая,
косвенная,
стековая,
непосредственная
внешняя память данных:
косвенная
странично-косвенная
память команд:
косвенная,
индексная,
относительная