- •Содержание
- •История развития микропроцессорной техники Классификация микропроцессорных средств
- •Основные определения
- •Архитектура cpu
- •Программная модель cpu.
- •Организация памяти базового мк. Память данных (пд) Карта памяти данных
- •Внешняя память мк
- •Карта памяти программ (пп)
- •Расширенная память
- •Организация sfr регистров
- •Система команд микроконтроллеров семейства mcs-51 Режимы адресации
- •Встроенные периферийные устройства мк
- •Альтернативные функции
- •Архитектура таймеров-счетчиков.
- •Форматы регистров управления. (sfr)
- •Tmod – режим (sfr)
- •Последовательный порт uart (асинхронный приёмопередатчик)
- •Форматы регистров управления Регистр управления последовательным портом scon
- •Регистр управления мощностью pmod
- •Скорость обмена данными для последовательного порта
- •Система прерываний
- •Особенности системы прерываний
- •Ie(разрешение прерываний)
- •Особенности системы прерываний мк Infineon 80c535
- •Дополнительный регистр запроса прерываний
- •Регистры приоритетов прерываний
- •Узел генератора
- •Регистры специального назначения.
- •Порты ввода-вывода
- •Цифровой коммутатор и приоритетный дешифратор
- •Форматы регистров конфигурирования
- •Особенности работы cpu. Особенности центрального процессорного устройства cip51.
- •Архитектура и программирование аналого-цифрового преобразователя(ацп)
- •Устройство выборки и хранения на входе ацп
- •Форматы регистров конфигурирования
- •Калибровка
- •Узел прямого доступа к памяти (dma)
- •2 Режима работы dma
- •2 Регистра управления dma
Архитектура cpu
Рассмотрим CPU семейства микроконтроллеров MCS-51.
Схема 5. Архитектура центрального процессора базовой модели МК I8051
В данной архитектуре присутствуют:
два регистра временного хранения – TMP;
ALU – комбинационная схема без элементов памяти;
В – регистр расширения аккумулятора (дополнительный регистр), служит для хранения старшего байта результата операций;
PSW – регистр состояния процессора («регистр флагов условий»), позволяет выполнять условные переходы в программе;
SP – стек (организуется в памяти данных);
OSC – осциллятор;
DPTR – указатель данных;
IR – регистр инструкций;
PC – адрес команды;
УУС – устройство управления и синхронизации.
Программная модель cpu.
Программная модель показывает только те регистры, которые доступны программисту.(PSW, SP, TMP, PC, DPTR, IR).
Модель поддерживает аккумуляторно-ориентированную архитектуру : первый операнд должен быть размещён в аккумуляторе, откуда он автоматически копируется в TMP1, второй операнд находится с помощью режима адресации памяти и помещается в TMP2. Далее результат из АЛУ по шине данных передается в аккумулятор. Если аккумулятор двухтактовый, то на Схеме 3 регистр TMP1 не обозначается.
Рассмотрим регистр PSW, в котором устанавливаются флаги логических и арифметических операций.
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
С |
AC |
F0 |
RS0 |
RS1 |
OV |
F1 |
P |
C – перенос для беззнаковой арифметики(С = 1, значит вышли за пределы 255)
OV – флаг перехода для знаковой арифметики
AC – дополнительный перенос, фиксирует перенос из 3 разряда в 4ый(из младшей тетрады в старшую). Позволяет использование BCD (binary coded decimal) формата
P – флаг паритета (четный и нечетный паритет)
Сумма единиц в регистре и флаге Р должна быть четной, это позволяет контролировать результат.
F0, F1 – флаги пользователя
RS0, RS1 – позволяют выбрать 1 из 4х банков регистров в RAM-памяти.
RS1 |
RS0 |
Bank |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
2 |
1 |
1 |
3 |
Организация памяти базового мк. Память данных (пд) Карта памяти данных
Карта памяти данных показывает конкретную организацию внутренней и внешней памяти, а также регистров общего (GPR – general purpose register)и специального назначения (SFR – special function register)
ОЗУ 256 Б (RAM)
Схема 6. Карта памяти данных
RAM(0÷127)
Схема 7. Область памяти данных
4 банка, 8 регистров
C адреса 20h по 2Fh – пространство адресуемых бит, дальше RAM память данных.
Пример команд косвенной адресации:
mov A, @R0
mov A, @R1
Стек памяти работает с прединкрементом, т.е. первый элемент хранится по адресу 08h. Стек можно установить где угодно, важно знать его глубину.
В SFR области есть регистры, к которым можно адресоваться побитно. Регистры специального назначения представляют собой регистры управления, предназначенные для программирования узлов МК. Их количество определяется количеством узлов.