15

А.П. Жмакин

Микропроцессорные системы для автоматизации технологических процессов

Курс лекций для специальности 22.01

Курск, 2001

Оглавление

1. Введение 5

2. Архитектура управляющих ЦВМ 8

2.1. Требования к ЦВМ в контуре управления. Сравнительный анализ архитектур 8

2.1.1. Первая массовая управляющая ЦВМ PDP-8 10

2.1.2. Семейства управляющих ЦВМ PDP-11/LSI-11 10

3. Проблема связи между уровнями в многоуровневых МПС 12

3.1. Микроконтроллеры ЭКР1847ВГ6 (UPI - 42) 13

4. Клавиатура и индикация в МПС 18

4.1. Двоичная индикация и ключи 18

4.2. Матричная клавиатура 18

4.3. Сегментная индикация 19

4.4. Контроллер клавиатуры и индикации К580ВВ79 21

4.4.1. Работа контроллера 26

5. Однокристальные микроЭВМ – общие принципы организации 28

5.1. Особенности архитектуры 8-разрядный ОЭВМ фирмы INTEL 28

5.1.1. ОМЭВМ 8048 28

5.1.2. Семейство ОМЭВМ MCS-51 31

6. Обзор 8-разрядных контроллеров фирмы Motorola 35

6.1. Архитектура процессорного модуля семейства MC68HC05 35

6.1.1. Архитектура ЦПУ 36

6.1.2. Организация памяти. 36

6.1.3. Встроенная подсистема ввода/вывода 36

6.2. Семейство МС68НС08 37

6.3. Семейство МС68НС11 38

7. Однокристальная микроЭВМ MC68HC11E9 39

7.1. Введение 39

7.1.1. Характеристики 39

7.1.2. Характеристики представителей семейства MC68HC11. 39

7.1.3. Программная модель MC68HC11E9 40

7.1.4. Внутренняя структура и назначение выводов 40

7.1.5. Режимы работы 44

7.1.6. Карта памяти 44

7.1.7. ЭСППЗУ и его программирование 47

7.2. Параллельный ввод/вывод 48

7.2.2. Синхронный параллельный обмен 52

7.3. Последовательный интерфейс связи (SCI). 54

7.3.1. Формат данных 54

7.3.2. Структура последовательного интерфейса связи 55

7.3.3. Передача данных 58

7.3.4. Прием данных 59

7.4. Последовательный периферийный интерфейс (SPI). 60

7.4.1. Структура SPI 61

7.4.2. Регистры SPI. 63

7.4.3. Функциональное описание. 65

7.5. Система контроля временных интервалов 66

7.5.1. Входная фиксация 67

7.5.2. Выходное сравнение 67

7.5.3. Счетчик внешних событий 70

7.5.4. Генератор прерываний реального времени 70

7.6. Подсистема аналого-цифрового преобразователя 70

7.7. Прерывания 72

7.7.1. Дисциплина обслуживания прерываний 73

7.7.2. RESET 75

7.8. Специальные средства микроконтроллера 77

7.8.1. Регистр выбора конфигурации (OPTION). 77

7.8.2. Режимы пониженного энергопотребления. 78

7.9. Система команд микроЭВМ МС68НС11Е9 79

7.10. Особенности организации микроЭВМ MC68HC11F1 83

7.10.1. Особенности параллельного ввода/вывода 85

7.10.2. Особенности карты памяти MC68HC11F1 85

7.10.3. Функции выбора кристалла (Chip Selects) 86

8. Семейство 32-разрядных микроЭвм фирмы Motorola 88

8.1. Модульность архитектуры 88

8.2. CPU32 88

8.2.1. Основные характеристики CPU32: 89

8.2.2. Программная модель 90

8.2.3. Регистры 90

8.2.4. Типы данных 92

8.2.5. Системные особенности 92

8.2.6. Система команд 93

8.3. МОДУЛЬ СИСТЕМНОЙ ИНТЕГРАЦИИ (SIM) 94

8.3.1. Функционирование шины 94

8.3.2. Блок конфигурации и защиты системы 97

8.3.3. Логика выборки внешних устройств 100

8.4. ТАЙМЕРНЫЙ СОПРОЦЕССОР (TPU) 101

8.4.1. Таймерные функции высокой точности 101

8.4.2. Характеристики TPU 102

8.4.3. Общая концепция TPU 102

8.5. ОЗУ (с эмуляцией TPU) 105

8.6. МОДУЛЬ БУФЕРИЗОВАННОГО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВВОДА/ВЫВОДА (QSM) 105

8.6.1. Расширенные возможности QSPI 106

8.6.2. Подмодуль SCI 108

8.7. Микроконтроллер MC68332 109

8.7.1. Функциональное назначение выводов микроконтроллера 110