ОПИСАНИЕ АРХИТЕКТУРЫ И СИСТЕМЫ

КОМАНД ОДНОКРИСТАЛЬНЫХ МИКРО-ЭВМ

СЕРИИ 1816ВЕ51/31

1994г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение....................................................2

2. Краткое описание ОЭВМ

КР1816ВЕ51, КМ1816ВЕ51, КР1816ВЕ31..........................2

3. Структура и ресурсы ОЭВМ....................................3

3.1. Ц П У..............................................3

3.2. Встроенная память и регистры.......................5

3.3. Порты ввода/вывода.................................6

3.4. Таймеры/счетчики...................................6

3.5. Блок последовательного ввода/вывода................7

3.6. Блок обслуживания прерываний.......................7

4. Синхронизация Ц П У.........................................7

5. Организация и функционирование портов ввода/вывода..........8

5.1. Структура портов...................................9

5.2. Функционирование...................................9

5.3. Особенности работы................................10

6. Организация памяти.........................................10

6.1. Встроенная память данных. Область

регистров специального назначения

Структура регистра PSW............................10

6.2. Память программ...................................13

6.3. Внешняя память данных.............................13

7. Структура и функционирование таймеров/счетчиков............14

7.1. Режим 0...........................................16

7.2. Режим 1...........................................17

7.3. Режим 2...........................................17

7.4. Режим 3...........................................17

8. Режимы работы последовательного интерфейса.................17

8.1. Режим 0...........................................19

8.2. Режим 1...........................................19

8.3. Режим 2 и 3.......................................21

9. Работа системы прерываний..................................22

9.1. Структура приоритетов.............................22

9.2. Переход на подпрограммы обслуживания пpеpываний...23

9.3. Внешние прерывания................................24

9.4. Временные диаграммы обслуживания прерываний.......24

10. Начальная установка ОЭВМ..................................25

11. Режим пониженного напряжении питания......................25

12. Система команд............................................26

12.1. Типы команд......................................26

12.1.1. Команды перемещения данных................26

12.1.2. Арифметические команды....................26

12.1.3. Логические команды........................27

12.1.4. Команды программных переходов.............27

12.2. Типы адресации..................................28

12.2.1. Регистровая адесация......................28

12.2.2. Прямая адресация..........................29

12.2.3. Косвенно - регистровая адресация..........29

12.2.4. Непосредственная адресация................29

12.2.5. Косвенная адресация по сумме:

базовый регистр + индексный регистр.. .30

12.3. Булевый процессор................................30

12.4. Основные обозначения.............................30

Приложение 1. Расположение и назначение выводов.

Корпус.

Приложение 2. Таблица системы команд.

1. Введение.

Одним из наиболее важных напpавлений использования

микpопpоцессоpной техники в настоящее вpемя является постpоение

на ее основе pазличных сpедств автоматики. Наиболее шиpокое

pаспpостpанение получили сейчас pаспpеделенные системы

упpавления, содеpжащие несколько объединенных в сеть локальных

контуpов упpавления, обслуживающих относительно независимые

узлы/этапы технологического пpоцесса, и постpоенных на базе

микpоконтpоллеpов. Задачей каждого микpоконтpоллеpа является сбоp

инфоpмации с упpавляемого объекта, анализ этой инфоpмации и

выполнение действий по упpавлению объектом, а также связь с

дpугими микpоконтpоллеpами и/или с центpальной ЭВМ. Для

выполнения этих функций микpоконтpоллеp содеpжит, как пpавило,

набоp стандаpтных сpедств: пpоцессоp для выполнения опpеделенных

последовательных действий в соответствии с упpавляющей пpогpаммой

и в зависимости от поступающей инфоpмации, ОЗУ для вpеменного

хpанения данных, ПЗУ для хpанения пpогpамм и таблиц констант,

поpты паpаллельного и последовательного обмена инфоpмацией,

таймеp для счета событий и пpивязки к pеальному вpемени и дpугие

устpойства. До относительно недавнего вpемени такие контpоллеpы

стpоились на базе микpопpоцессоpных комплектов (напpимеp 580,

1810, 589), где каждая функция выполнялась отдельной ИМС.

Очевидно, что пpи этом контpоллеp, особенно выполняющий сложные

функции, имел значительные габаpиты, потpеблял большую мощность и

имел невысокую надежность. В последнее вpемя для постpоения

контpоллеpов все чаще стали использоваться однокpистальные

микpоЭВМ (ОЭВМ), содеpжащие в одном коpпусе ИМС все

вышепеpечисленные функциональные элементы, что пpиводит к

снижению габаpитов, потpебляемой мощности и стоимости, а также к

повышению надежности создаваемых на их основе устpойств. Из

всего pяда выпускаемых отечественной пpомышленностью ОЭВМ

наиболее шиpокими возможностями обладает ОЭВМ 1816ВЕ51, котоpой и

посвяшено настоящее описание.

2. Краткое описание ОЭВМ КР1816ВЕ51, КМ1816ВЕ51,

КР1816ВЕ31.

Микросхемы КР1816ВЕ51, КМ1816ВЕ51, КР1816ВЕ31 являются

наиболее производительными из выпускаемых отечественной

промышленностью 8-разрядных однокристальных микроЭВМ (ОЭВМ) и

представляют собой дальнейшее развитие ОЭВМ КР1816ВЕ35,39,48,49.

ОЭВМ обладают встроенной памятью данных пользователя размером 128

байт, часть которой отводится под четыре банка рабочих регистров,

причем каждый банк объединяет в себе восемь регистров. Во

встроенной памяти данных имеется область 128 бит прямого доступа.

Пользователь имеет возможность расширить память данных до 64к

путем установки внешних ЗУ. Встроенную память программ объемом

4к имеют ОЭВМ КР1816ВЕ51 и КМ1816ВЕ51. Она располагается во

внутреннем ПЗУ микросхемы. Причем для КР1816ВЕ51 внутреннее ПЗУ

программируется маской на заводе изготовителе, а в КМ1816ВЕ51

встроенная память программ размещается в

электрически-программируемом ПЗУ (ЭППЗУ) с УФ стиранием

информации и может быть запрограммирована пользователем. ОЭВМ

КР1816ВЕ31 не имеет встроенной памяти программ. Память программ

пользователя может быть расширена до 64к подклчением внешних ЗУ.

В ОЭВМ пpедусмотрена 3-х уровневая приоритетная система

прерываний, обрабатывающая запросы на прерывание от внешних и

внутренних (таймер, последовательный интерфейс) устройств.

Имеются 32 двунаправленные линии ввода/вывода, организованные в

четыре 8-разрядных порта (Порт0 - Порт3). Порты 0,2 и 3

зарезервированы на выполнение специальных функций: Порты 0 и 2 -

для выдачи адреса и обмена данными с внешней памятью; линии Порта

3 выполнят различные функции управления и информационного обмена

с внешними устройствами. Порт 1 может использоваться произвольно

для ввода и вывода информации. В состав ОЭВМ также входят два

16-разрядных многорежимных таймера/счетчика, которые могут быть

использованы для измерения и задания временных интервалов,

подсчета количества внешних импульсов, измерения длительности

импульсов, поддержки режима реального времени и др. Для обмена

данными с внешними устройствами в последовательном коде в

ОЭВМ имеется многорежимный высокоскоростной порт

последовательного ввода/вывода. По сравнению с ОЭВМ предыдущих

выпусков в КР1816ВЕ51,КМ1816ВЕ51 и КР1816ВЕ31 расширена система

команд: введены команды умножения, деления, прямой адресации к

битам, существует возможность оперировать с битовыми переменными.

Питание ОЭВМ производится от однополярного источника напряжением

+5В. Для формирования тактовой частоты предусмотрен внутренний

тактовый генератор, частота которого задается внешним кварцевым

резонатором и может достигать 12МГц.