Вопросы и задания

1. Поясните работу схемы подключения внешней памяти программ.

2. Зачем в схеме подключения внешней памяти программ применяется ИМС регистра и можно ли свободные разряды порта Р2 использовать для простого ввода-вывода информации?

3. Поясните работу схемы подключения внешней памяти данных в режиме чтения.

4. Поясните работу схемы подключения внешней памяти данных в режиме записи.

5. Составьте программы чтения-записи малой ВПД (ВПД-I). Поясните назначение и варианты использования регистров косвенной адресации.

6. Составьте программы чтения-записи расширенной ВПД (ВПД-I+ВПД-II). Поясните назначение и варианты использования регистра указателя данных.

7. Дайте характеристику сигналам альтернативных функций порта Р3.

8. Назовите достоинства и недостатки использования в микроконтроллерных систем управления блоков внешней памяти.

2.4. Интерфейс мк51 с большим числом

внешних устройств

МК51 имеет собственных 32 канала ввода/вывода, которых для большинства МКСУ достаточно. Увеличить число каналов ввода/вывода можно применением регистров и ИМС ППИ (рис.2.20).

Три регистра DD11, DD12 и DD13 обеспечивают ввод по 24 каналам. Три регистра DD14, DD15 и DD16 обеспечивают вывод по 24 каналам. ППИ DD4 обеспечивает ввод/вывод по 24 каналам, которые можно запрограммировать на ввод или вывод семью вариантами. Всего добавляется 72 канала ввода/вывода. В обеспечении ввода/вывода через указанные регистры задействованы порт Р0, выводы Р3.6 и Р3.7 порта Р3 – всего 10 выводов, которые исключаются из простого ввода/вывода портов ППИ. Общий баланс: 32-10+72=94, что практически в 3 раза больше собственных каналов ввода/вывода МК51. Если вместо шести регистров DD11…DD16 применить ИМС ППИ с 24 каналами ввода на каждую ИМС, то количество каналов ввода/вывода увеличится до 32-10+144=166. Однако для любой

схемы расширения каналов ввода/вывода характерен тот недостаток, что ввод и вывод осуществим только байтами, а ввод и вывод битами и маскированием, которые существенно упрощают программы МКСУ, оказываются невозможными.

В данной схеме регистры и ППИ адресуются как ячейки ВПД-I. Выбор ИМС регистров линейный с помощью шести бит А7…А2 адреса, активный уровень 0 которых заведен на входы STB и регистров. Выбор ИМС ППИ осуществляется через дешифратор на логическом элементе DD1 типа 6И-НЕ.

Ввод информации, например, из регистра DD11 происходит по программе, приведенной на рис.2.20, следующим образом:

1). В регистр общего назначения R0 загружается байт #0111.1111B (#7F). Этот байт является адресом регистра DD11, так как активный 0 имеет 7-й бит.

2). Выполняется команда чтения регистра по тактам в последовательности:

- однобайтный адрес, взятый из R0, выставляется через включенный на вывод порт Р0;

- по срезу импульса ALE, поступающему на вход STB регистра DD3 временного хранения младшего байта адреса, этот байт защелкивается в регистре, который при заземленном входе находится постоянно в режиме чтения;

- по срезу импульса ALE, поступающему на входы STB вводных регистров DD11, DD12 и DD13, их входные сигналы защелкиваются;

- порт Р0 переключается на ввод;

- через вывод Р3.7 порта Р3 генерируется нулевой импульс , который стробирует чтение регистра DD11;

- при нулевых сигналах, поступающих на оба входа элемента DD5, регистр DD11 сигналом открывается для чтения и его содержимое выдается в порт Р0 МК51;

- по фронту сигнала данные из порта Р0 переписываются в аккумулятор.

Вывод информации, например, в регистр DD16 происходит по программе, приведенной на рис.2.20, следующим образом:

1). В регистр общего назначения R0 загружается байт #1111.1011B (#FВ). Этот байт является адресом регистра DD16, в котором активный 0 имеет 2-й бит.

2). Выполняется команда чтения регистра по тактам в последовательности:

- однобайтный адрес, взятый из R0, выставляется через включенный на вывод порт Р0;

- по срезу импульса ALE, поступающему на вход STB регистра DD3 временного хранения младшего байта адреса, этот байт защелкивается в регистре, который при заземленном входе находится постоянно в режиме чтения;

- порт Р0 остается в режиме вывода, но теперь в него поступает байт данных из аккумулятора;

- МК51 формирует нулевой импульс записи , который поступает на один из входов элемента DD10, а на другой его вход с регистра DD3 также поступает сигнал 0; на выходе DD10 формируется сигнал уровня 1, который поступает на вход STB регистра DD16;

- по фронту импульса формируется срез сигнала STB, по которому информация с порта Р0 защелкивается в регистре DD16.

Ввод/вывод через ППИ (DD4) осуществляется следующим образом:

1). Сначала проводится инициализация ППИ: на ввод порты РА и РВ и вывод порт РС. Производится вывод управляющего слова режима вида #92H (#1001.0010B) по адресу #FF (#1111.1111). Битами адреса с 7-го по 2-й через дешифратор на DD1 выбирается ИМС ППИ, а битами 1-м и 0-м выбирается регистр управляющего слова ППИ. Вывод управляющего слова по тактам в целом происходит так же, как выше рассмотренный вывод в регистр DD16.

2). Ввод, например, из порта РВ происходит по программе, приведенной на рис.2.20, которая по тактам в целом выполняется так же, как выше рассмотренный ввод из регистра DD11.

3). Вывод в порт РС происходит по программе, приведенной на рис.2.20, которая по тактам в целом выполняется так же, как выше рассмотренный вывод в регистр DD16.

Во всех рассмотренных случаях обмена информацией между МК51 и внешними устройствами порт Р0 и разряды Р3.6 и Р3.7 порта Р3 нельзя использовать для простого ввода/вывода информации. Вся выводимая байтом информация предварительно формируется в аккумуляторе, а вводимая байтом информация помещается в аккумулятор.