Федеральное агенство Российской Федерации по высшему образованию

Камский государственный политехнический институт

Кафедра "Автоматизация и информационные технологии"

Исследование работы и устройства

микроконтроллеров МК1816ВЕ48 / 51

Лабораторный практикум по дисциплине

"Технические средства автоматизации"

для студентов специальности 2102

"Автоматизация технологических процессов и производств"

г. Набережные Челны

2005

УДК 681.3

Исследование работы и устройства микроконтроллеров МК1816ВЕ48 / 51. Лабораторный практикум по дисциплине " Технические средства автоматизации " для студентов специальности 2102 "Автоматизация технологических процессов и производств". / Заморский В.В., Валиахметов Р.Р. Набережные челны: КамПИ, 2005, – 53 с., ил.

Печатается по решению научно-методического совета КамПИ.

Рецензент: к.т.н., профессор кафедры автоматизация и информационные технологии Ахмадеев И.А.

В лабораторном практикуме изложены общие и справочные сведения о работе микроконтроллеров МК1816ВЕ48 и МК1816ВЕ51, руководство пользования эмуляторами микроконтроллеров для персональной компьютера в среде Windows, содержание лабораторных работ, задания и требования к выполнению лабораторных работ.

Ил.: 9. Библиогр.:.

© Камский государственный политехнический институт, 2005.

Оглавление

Лабораторная работа №1. Общие сведения о работе МК1816ВЕ48. 4

1.1. Структурная схема МК48 4

1.2. Арифметико-логическое устройство. 5

1.3. Функциональное назначение выводов корпуса МК48. 7

1.4. Память микроконтроллера. 8

Задание к лабораторной работе: 11

Содержание отчета 11

Контрольные вопросы 11

Лабораторная работа №2. Ввод/вывод, общие сведения о системе команд МК48, команды пересылки данных. 12

2.1. Организация ввода/вывода информации 12

2.2. Общие сведения о системе команд 13

2.3. Группа команд пересылки данных 14

2.4. Структура информационных связей. 15

Задание к лабораторной работе 17

Содержание отчета 17

Контрольные вопросы 17

Лабораторная работа №3. Организация условных и безусловных переходов, управления режимом работы МК48 18

3.1. Устройство управления микроконтроллера. 18

3.2. Группа команд передачи управления. 19

3.3. Группа команд управления режимом работы МК 23

Задание к лабораторной работе 24

Содержание отчета 24

Контрольные вопросы. 24

Лабораторная работа N 4. Режимы прерывания, Арифметические и логические операции. 26

4.1. Организация системы прерываний 26

4.2. Группа команд арифметических операций 27

4.3. Группа команд логических операций 28

Задание к лабораторной работе 30

Содержание отчета 30

Контрольные вопросы. 31

Лабораторная работа N 5. Структурная организация и система команд микроконтроллера КМ1816ВЕ51. 32

5.1. Функциональное назначение выводов корпуса мк51 32

5.2. Арифметическо-логическое устройство 32

5.3. Резидентная память 33

5.4. Таймер/счетчик 35

5.5. Последовательный порт 39

5.6. Система прерываний 43

5.7. Системы команд МК51 44

Группа команд передачи данных 47

Группа команд арифметических операций 48

Группа команд логических операций 50

Группа команд операций с битами 50

Группа команд передачи управления 50

Эмулятор микроконтроллера МК51. 51

Задание к лабораторной работе 53

Содержание отчета 53

Контрольные вопросы 53

Лабораторная работа №1. Общие сведения о работе мк1816ве48.

Цель работы: Ознакомление с эмулятором микроконтроллера МК1816ВЕ48, со структурой МК, с назначением выводов МК, со структурой памяти МК-системы, с форматами команд МП.

1.1. Структурная схема мк48

Микроконтроллер МК-48 предназначен для использования в контрольно-измерительной аппаратуре, промышленных роботах и других системах управления и бытовой технике. Имеет программируемую память с ультрафиолетовым стиранием. Данный микроконтроллер содержит все функциональные узлы, необходимые для самостоятельной работы, имеет в своем составе:

• центральный процессор

• ПЗУ управляющих команд

• память данных

• интерфейс ввода-вывода

• таймер

• систему прерываний

• тактовый генератор

МК имеет внутреннюю 8 – разрядную шину данных, 12 – разрядную шину адреса.

Объем внутреннего ПЗУ 1КБайт, возможно подключение к внешней памяти 4КБайт.

Объем внутренней памяти данных 64 байта с возможностью подключения внешней памяти 120 байт.

Микроконтроллер имеет 16 8–ми разрядных регистров общего назначения и 8–уровневый стек.

Число линий ввода-вывода – 27, имеется 2 уровня прерывания с приоритетом.

Система команд позволяет производить 96 операций.

Скорость операций типа пересылка регистр-регистр 4*10⁵ оп/сек.

Частота встроенного генератора 6 МГц.

Напряжение питания 5 В.

Уровень входных и выходных сигналов по стандартам ТТЛ.

Синхронизация осуществляется за счет встроенного генератора, для возбуждения которого к входам Т1 и Т2 подключается кварцевый резонатор или RC-цепь. Сигнал тактовой частоты получается делением на 3 частоты тактового генератора и появляется на выходе Т0 после команды ENTO CLK. При подаче сигнала “Сброс” вывод тактовых сигналов на Т0 блокируется.

Машинный цикл состоит из 5 тактов, получаемых с помощью счетчика циклов, делящего тактовую частоту на 5. Этот сигнал ALE называется строб фиксации адреса, частотой 400 кГц, используется для синхронизации регистра адреса внешней памяти. Длительность этого сигнала частоте машинных циклов 400 кГц. При обращении к внешней памяти на порт BUS и часть порта 2 выдается адрес, который синхронизируется сигналом ALE. Для передачи д

Рис. 1 Структурная схема МК48.

анных используется порт BUS. После фиксации адреса, адрес снимается с этого порта BUS, он используется для передачи данных.

В МК встроен 8-разрядный таймер - счетчик.

На рис. 1 показана структурная схема МК48. Основу структуры МК образует внутренняя двунаправленная 8-битная шина, которая связывает между собой все устройства БИС: арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления, память и порты ввода/вывода информации. Рассмотрим последовательно основные элементы структуры и особенности организации МК.