14. Состав и назначение регистров специальных функций в микроконтроллерах.

Регистры специалных функций – это служебные регистры, расположенные внутри микропроцессора. Они предназначены для различных функций управления его работой и индикации состояния его составных частей. Их состав и организация зависят от конкретной архитектуры процессора и различаются в каждом конкретном случае. Наиболее часто встречающимися регистрами специальных функций являются “программный счетчик” PC (Program Counter), “указатель стека” SP (Stack Pointer) и “слово состояния программы” PSW (Program Status Word). Программный счетчик PC в каждый конкретный момент времени содержит адрес команды, следующей в CSEG за той, которая в данный момент выполняется. Указатель стека SP хранит текущий адрес вершины стека. Слово состояния программы PSW содержит набор текущих признаков результата выполнения операции. С каждым признаком результата связывается одноразрядная переменная-флажок, соответствующая определенному биту PSW.

В блоке регистров специальных функций есть два регистра, предназначенных для управления режимом прерываний и уровнями приоритета, имеющих символические имена IE - регистр масок прерывания (РМП) и IP - регистр приоритетов прерываний.

Список регистров специальных функций (на примере MCS - 51):

ACC – Аккумулятор

B - Регистр-расширитель аккумулятора

PSW - Слово состояния программы

SP - Регистр-указатель стека

DPTR - Регистр-указатель данных

P0…P3 – Порт 0…Порт 3

IP - Регистр приоритетов

IE - Регистр маски прерываний

TMOD - Регистр режима таймера/счетчика

TCON - Регистр управления/статус таймера

TH0 - Таймер 0 (старший байт)

TL0 - Таймер 0 (младший байт)

TH1 - Таймер 1 (старший байт)

TL1 - Таймер 1 (младший байт)

SCON - Регистр управления приемопередатчиком

SBUF - Буфер приемопередатчика

PCON - Регистр управления мощностью

RAR – Регистр адреса (программно недоступен)

PC – Счетчик команд

15. AVR - микроконтроллеры. Архитектура и назначение устройств.

Обобщенная архитектура:

G – генератор. Настройка RC – генератора происходит в самом МП. АЛУ и РОН имеют по 8 разрядов. Память выполнена по Гарвардской архитектуре.

Память программ предназначена для хранения команд, управляющих функционированием МК. В памяти программ также хранятся различные константы, не меняющиеся во время работы программы. Память программ представляет собой электрически стираемое ППЗУ (FLASH-ПЗУ). Для адресации используется счетчик команд.

П амять данных разделена на три части: регистровая память, оперативная память (статическое ОЗУ) и энергонезависимое EEPROM. Регистровая память включает в себя 32 РОНа (32 байта) и служебные регистры ВВ (64 байта). В области регистров ВВ расположены различные служебные регистры (регистр указатель стека, регистр состояния и др.), а также регистры управления ПУ, входящими в состав МК. Для хранения переменных программ вместе с регистрами также может использоваться статическое ОЗУ. Есть возможность подключения внешнего статического ОЗУ объемом до 64 Кбайт. Для хранения данных, которые могут изменяться в процессе настройки и функционирования готовой системы (калибровочные константы, серийные номера, ключи и т. п.), может быть использована EEPROM. Эта память расположена в отдельном адресном пространстве, а доступ к ней осуществляется с помощью определенных РВВ.

Память SRAM имеет объём 512 байт, EEPROM – также 512 байт. ERAM – внешняя память данных. Запись информации в ячейку EEPROM длиться 2.5-4 мс. В AVR хорошо представлены UART, SPI и TWI (I2C) (в ATMega). Таймеры T0, T1, T2 и WDT. Работа с ERAM происходит медленнее, чем с SRAM (1 МТ). В МК AVR есть режимы энергосбережения Idle и Power Down Mode. Выход из режимов длиться 16 мс.