
- •Микропроцессорные системы для автоматизации технологических процессов
- •7.1. Введение 39
- •8. Семейство 32-разрядных микроЭвм фирмы Motorola 88
- •9. Организация контроллеров pic фирмы Microchip 113
- •10. Особенности архитектуры сигнальных процессоров 125
- •10.2. Организация памяти 136
- •10.5.1. Прерывания 150
- •11. Пример проектирования асу тп: асу тп подготовки резиновой смеси 158
- •1.Введение
- •2.Архитектура управляющих цвм
- •2.1.Требования к цвм в контуре управления. Сравнительный анализ архитектур
- •2.1.1.Первая массовая управляющая цвм pdp-8
- •2.1.2.Семейства управляющих цвм pdp-11/lsi-11
- •3.Проблема связи между уровнями в многоуровневых мпс
- •3.1.Микроконтроллеры экр1847вг6 (upi - 42)
- •4.Клавиатура и индикация в мпс
- •4.1.Двоичная индикация и ключи
- •4.2.Матричная клавиатура
- •4.3.Сегментная индикация
- •4.4.Контроллер клавиатуры и индикации к580вв79
- •4.4.1.Работа контроллера
- •4.4.1.1.Управление клавиатурой
- •4.4.1.2.Управление дисплеем
- •5.Однокристальные микроЭвм – общие принципы организации
- •5.1.Особенности архитектуры 8-разрядный оэвм фирмы intel
- •5.1.1.Омэвм 8048
- •5.1.2.Семейство омэвм mcs-51
- •6.Обзор 8-разрядных контроллеров фирмы Motorola
- •6.1.Архитектура процессорного модуля семейства mc68hc05
- •6.1.1.Архитектура цпу
- •6.1.2.Организация памяти.
- •6.1.3.Встроенная подсистема ввода/вывода
- •6.2.Семейство мс68нс08
- •6.3.Семейство мс68нс11
- •7.Однокристальная микроЭвм mc68hc11e9
- •7.1.Введение
- •7.1.1.Характеристики
- •7.1.2.Характеристики представителей семейства mc68hc11.
- •7.1.3.Программная модель mc68hc11e9
- •7.1.4.Внутренняя структура и назначение выводов
- •7.1.5.Режимы работы
- •7.1.6.Карта памяти
- •7.1.7.Эсппзу и его программирование
- •7.2.Параллельный ввод/вывод
- •7.2.1.1.Синхронный параллельный обмен
- •7.2.1.2.Асинхронный параллельный обмен
- •7.2.1.2.1.Простой стробируемый ввод/вывод
- •7.2.1.2.1.1.Стробируемый ввод в порт c
- •7.2.1.2.1.2.Стробируемый вывод из порта b
- •7.2.1.2.2.Ввод/вывод с полным квитированием установления связи.
- •7.2.1.2.3.Режима ввода с полным квитированием установления связи
- •7.2.1.2.4.Режима вывода с полным квитированием установления связи
- •7.2.1.2.5.Режима двунаправленного обмена
- •7.2.2.Синхронный параллельный обмен
- •7.2.2.1.Выбор режимов асинхронного обмена
- •7.2.2.2.Краткое резюме по способам параллельного обмена в…е9
- •7.3.Последовательный интерфейс связи (sci).
- •7.3.1.Формат данных
- •7.3.2. Структура последовательного интерфейса связи
- •7.3.3.Передача данных
- •7.3.4.Прием данных
- •7.3.4.1.Распознавание старт-бита
- •7.3.4.2.Особенности при работе в системах с несколькими приемниками
- •7.4.Последовательный периферийный интерфейс (spi).
- •7.4.1.Структура spi
- •7.4.2.Регистры spi.
- •7.4.3.Функциональное описание.
- •7.4.3.1.Работа системы с несколькими ведомыми устройствами
- •7.5.Система контроля временных интервалов
- •7.5.1.Входная фиксация
- •7.5.2.Выходное сравнение
- •7.5.2.1.Принудительное сравнение
- •7.5.2.2.Особенности выходного сравнения 1
- •7.5.3.Счетчик внешних событий
- •7.5.4.Генератор прерываний реального времени
- •7.6.Подсистема аналого-цифрового преобразователя
- •7.7.Прерывания
- •7.7.1.Дисциплина обслуживания прерываний
- •7.7.1.1.Приоритеты запросов
- •7.8.Специальные средства микроконтроллера
- •7.8.1.Регистр выбора конфигурации (option).
- •7.8.2.Режимы пониженного энергопотребления.
- •7.9.Система команд микроЭвм мс68нс11е9
- •7.10.Особенности организации микроЭвм mc68hc11f1
- •7.10.1.Особенности параллельного ввода/вывода
- •7.10.2.Особенности карты памяти mc68hc11f1
- •7.10.3.Функции выбора кристалла (Chip Selects)
- •8.Семейство 32-разрядных микроЭвм фирмы Motorola
- •8.1.Модульность архитектуры
- •8.2.1.Основные характеристики cpu32:
- •8.2.2.Программная модель
- •8.2.3.Регистры
- •8.2.4.Типы данных
- •8.2.5.Системные особенности
- •8.2.6.Система команд
- •8.3.Модуль системной интеграции (sim)
- •8.3.1.Функционирование шины
- •8.3.2. Блок конфигурации и защиты системы
- •8.3.3. Логика выборки внешних устройств
- •8.4.Таймерный сопроцессор (tpu)
- •8.4.1.Таймерные функции высокой точности
- •8.4.2.Характеристики tpu
- •8.4.3.Общая концепция tpu
- •8.5.Озу (с эмуляцией tpu)
- •8.6.Модуль буферизованного последовательного ввода/вывода (qsm)
- •8.6.1.Расширенные возможности qspi
- •8.6.2.Подмодуль sci
- •8.7.Микроконтроллер mc68332
- •8.7.1.Функциональное назначение выводов микроконтроллера
- •9.Организация контроллеров pic фирмы Microchip
- •9.1.Однокристальные микроЭвм
- •9.2.Контроллер can-интерфейса
- •10.Особенности архитектуры сигнальных процессоров
- •10.1.Функциональная схема и назначение внешних выводов
- •10.2.Организация памяти
- •10.2.1. Вспомогательные регистры
- •10.2.2.Методы адресации памяти данных
- •10.2.3.Пересылки из одной области памяти в другую
- •10.3.Центральное арифметико-логическое устройство (calu)
- •10.4.Последовательный порт
- •10.5.Системные средства
- •10.5.1.Прерывания
- •10.5.2.Универсальные контакты *bio и xf
- •10.5.3.Внешняя память и интерфейс ввода-вывода
- •10.5.4.Мультипроцессорная обработка и прямой доступ к памяти
- •10.6.Система команд сигнального процессора
- •10.6.1.Способы адресации и форматы команд
- •Команды пересылки и загрузки
- •Арифметико-логические и специальные команды
- •Команды передачи управления
- •Команды управления
- •11.Пример проектирования асу тп: асу тп подготовки резиновой смеси
- •11.1.Существующая система приготовления резиновой смеси
- •11.2.Требования к разрабатываемой асу тп
- •11.3.Выбор способа реализации управляющего блока
- •11.4.Выбор режима работы микроЭвм и распределение адресного пространства
- •11.4.1.Выбор режима работы
- •11.4.2.Распределение ресурсов ввода/вывода
- •11.4.3.Назначение управляющих клавиш и элементы диалога
- •11.4.4.И Только для чтения спользуемые ресурсы микроЭвм
7.1.Введение
7.1.1.Характеристики
ОЭВМ имеет ряд особенностей в аппаратном и программном обеспечении, которые перечислены ниже:
Особенности аппаратного обеспечения:
12 Кбайт ПЗУ;
512 байт ЭСППЗУ;
512 байт ОЗУ;
16-разрядный таймер с расширенными функциями:
4-разрядный предделитель частоты.
Три функции входной фиксации и пять - выходного сравнения или
Четыре функции входной фиксации и четыре - выходного сравнения.
восьмиразрядный счетчик внешних импульсов;
последовательный асинхронный интерфейс связи расширенного формата NRZ (SCI);
последовательный периферийный интерфейс (SPI);
восьмиканальный, восьмиразрядный АЦП;
система прерываний реального времени;
система слежения за правильностью работы ОЭВМ (COP-Watchdog);
52-выводной квадратный пластиковый корпус.
Особенности программного обеспечения:
система команд представляет собой надмножество системы команд семейства M6800;
операции дробного и целочисленного 16x16 деления;
операции манипуляцией отдельными битами данных;
режимы малого потребления энергии (WAIT и STOP);
7.1.2.Характеристики представителей семейства mc68hc11.
В Табл. 7 .2 представлены основные микроконтроллеры семейства MC68HC11. Они отличаются главным образом по типу и объему встроенной памяти. Каждый представитель семейства MC68HC11 имеет вариант исполнения x8, x9, x1, или x0. Эти варианты имеют одинаковую конструкцию. Регистр конфигурации встраивается как ячейка ЭСППЗУ и используется для запрещения ОЗУ в варианте x1. В варианте x0 ОЗУ и ЭСППЗУ отсутствует.
Табл. 7.2.
Номер чипа |
ПЗУ |
ЭСППЗУ |
ОЗУ |
CONFIG2) |
Комментарий |
MC68HC11A8 |
8 Кбайт |
512 байт |
256 байт |
0F |
базовый представитель семейства |
MC68HC11A1 |
0 |
512 байт |
256 байт |
0D |
как 'A8, но без ПЗУ |
MC68HC11A0 |
0 |
0 |
256 байт |
0C |
как 'A8, но без ПЗУ и ЭСППЗУ |
MC68HC11E9 |
12 Кбайт |
512 байт |
512 байт |
0F |
4 функции входного сравнения, большее ОЗУ и 12 Кбайт ПЗУ |
MC68HC11E1 |
0 |
512 байт |
512 байт |
0D |
как 'E9, но без ПЗУ |
MC68HC11E0 |
0 |
0 |
512 байт |
0C |
как 'E9, но без ПЗУ и ЭСППЗУ |
MC68HC11E2 |
0 |
2 Кбайта1) |
256 байт |
FF |
без ПЗУ, для работы в расширенном режиме |
MC68HC11D3 |
4 Кбайта |
0 |
192 байта |
- |
упрощенная версия: нет АЦП и меньшая память |
1) Эти 2 КБайта ЭСППЗУ можно переместить на границу каждых 4 Кбайт памяти. Перемещение управляется четырьмя битами регистра CONFIG. 2) Величина в регистре CONFIG, которая программируется фирмой Motorola при изготовлении. |
7.1.3.Программная модель mc68hc11e9
Программная модель (машина пользователя) включает в себя семь регистров общего назначения (Рис. 7 .20), 64 системных и служебных регистра и различные блоки памяти.
|
7 0 |
7 0 |
|
||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
А |
В |
8-разрядные аккумуляторы А и В |
||||||||||||||||||||
|
15 D 0 |
или 16-разрядный аккумулятор D |
|||||||||||||||||||||
|
15 IX 0 |
Индексный регистр |
|||||||||||||||||||||
|
15 IY 0 |
Индексный регистр |
|||||||||||||||||||||
|
15 SP 0 |
Указатель стека |
|||||||||||||||||||||
|
15 PC 0 |
Программный счетчик |
|||||||||||||||||||||
|
|
S |
X |
H |
I |
N |
Z |
V |
C |
Регистр признаков |
|
||||||||||||
|
|
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
|||||||||||||
|
флаг запрещения STOP |
|
|
|
|
|
|
|
|
флаг заема/переноса |
|||||||||||||
флаг маски прервания X |
|
|
|
|
|
|
|
|
флаг переполнения |
||||||||||||||
флаг дополнит. переноса |
|
|
|
|
|
|
|
|
флаг нулевого результата |
||||||||||||||
флаг маски прерывания I |
|
|
|
|
|
|
|
|
флаг отрицательного результата |
||||||||||||||
Рис. 7.20. Программно-доступные регистры процессора |
Структура памяти микроЭВМ будет осуждаться ниже. Память микроЭВМ и регистры внешних устройств составляют единое адресное пространство объемом 64К байт, в котором достаточно произвольно могут располагаться различные блоки внутренней и внешней памяти и регистров.