Презентация на тему Микропроцессоры и микроконтроллеры. Часть 3

- строб чтения внешней памяти программ;
RD\,WR\- стробы чтения и

записи внешней памяти данных;
EA\  - разрешение обращения во внутреннюю память программ;
T0,T1 - входы счетчиков внешних событий;
INT0,INT1- запросы внешних радиальных прерываний;
RxD - вход данных последовательного канала;
TxD - выход данных последовательного канала.
В состав МК51 входят параллельные 8-разрядные квазидвунаправленные порты P0..P3. Порт Р3 может быть использован для ввода и вывода управляющих сигналов.

Таким  образом,  в циклах обращения к внешним ресурсам на линиях порта P3 работают управляющие сигналы, а при отсутствии необходимости  управления внешними  ресурсами эти же линии могут быть использованы как линии порта.

пересекающимися) адресными пространствами памяти,  четыре из которых являются областями

данных:
RSEG   - пространство регистров (4*8 байт);
DSEG   - пространство внутренней памяти данных (256 байт);
BSEG   - битовое пространство данных (256 бит);
XSEG   - пространство внешней памяти данных (до 64К байт);
CSEG   - пространство программного кода (до 64К байт).

Пространства RSEG и BSEG частично пересекаются, физически совмещаются с DSEG и образуют единую внутреннюю среду для  хранения  данных.  Это позволяет одни и те же данные рассматривать с разных позиций (ячейка памяти,  регистр,  битовое поле, порт ввода/вывода и т.п.)  и организовывать наиболее удобный для данного случая доступ к ним.
Характерно, что  все порты ввода/вывода,  системные регистры, таймеры так же отображены на пространство DSEG.

в каждом,  а так же 16-разрядными программным счетчиком PC

и регистром косвенного адреса DPTR,  8-разрядными аккумуляторами A и B, указателем стека SP и регистром PSW.
Все регистры, кроме PC, отображаются на DSEG.

PSW[7] - CY - перенос из старшего (7) разряда АЛБ;
PSW[6] - AC - перенос из третьего разряда АЛБ;
PSW[5] - F0 - флаг пользователя.
Кроме того, формат PSW включает двухбитовое поле PSW[4:3] - RS номера  банка  регистров  и  флаги  арифметического  переполнения OV (PSW[2]) и четности P (PSW[0]).
Флаги CY,  AC  и  OV  отражают  признаки результата последней арифметической операции,  а P - четность содержимого  аккумулятора A. Расширение  аккумулятора B используется в командах умножения и деления, а в остальных операциях - как обычная ячейка памяти. Программный счетчик  адресует  пространство  памяти  программ CSEG объемом до 64K байт, причем переход из области внутренней памяти программ к внешней осуществляется автоматически.

и при пересылке  констант из CSEG в A.  Кроме

того,  содержимое DPTR используется а  качестве  смещения  в  команде  перехода. Указатель стека SP образует системный стек  глубиной  до  256 байт. SP хранит адрес последнего занесенного байта и растет при записи в сторону больших адресов.
Регистры R0,  R1 каждого банка используются в качестве указателей данных. При сбросе машины в A,  B,  PC и DPTR загружаюся 0h, а в SP - 07h.

256 ячеек памяти,  часть из которых является одновременно элементами

других пространств.  Так,  первые  32 байта ОЗУ занимают 4 банка.  Служебные регистры,  порты ввода/вывода, таймеры, аккумуляторы и др. так же совмещены с ячейками памяти и полями битового сегмента.  Это дает возможность обращения к одному физическому объекту  разными  способами.  Так,  к  ячейке DSEG[E0]  можно  обратиться по прямому и косвенному адресу,  обратиться как к аккумулятору A и как к полю BSEG[E0..E7]  (к  каждому биту в отдельности).

Рис. 9.11. Пространство внутренней памяти данных DSEG

64К байт,  причем младшие 4 К могут располагаться  непосредственно

на кристалле, а остальная память внешнее ЗУ. С точки зрения программиста внешняя и внутренняя  память  программ представляют единое адресное пространство.
Имеются «особые точки» CSEG:
RESET   0000h - стартовый адрес;
EXTI0   0003h - внешнее прерывание 0;
TIMER0  000Bh - прерывание от таймера/счетчика T0;
EXTI1   0013h - внешнее прерывание 1;
TIMER1  001Bh - прерывание от таймера/счетчика T1;
SINT      0023h - прерывание последовательного порта;

от одного источника +5В. Кварцевый резонатор 3,5..12 МГц подключается

к выводам Х1, Х2; возможно подключение внешнего тактового генератора через Х1.
OSC/2 - основная внутренняя тактовая частота CLK.  Первая половина периода CLK фаза P1,  вторая - P2.  Каждый машинный  цикл состоит из шести периодов CLK: состояний S1, S2, .. S6 или двенадцати периодов OSC,  называемых фазами S1P1,  S1P2,  S2P1,  .. S6P, S6P2.  Каждый машинный цикл сопровождается генерацией двух стробов ALE длительностью в один период  CLK  -  S1P2..S2P1,  S4P2..  S5P1.
Командный цикл (КЦ) содержит один или несколько машинных циклов  (МЦ)  и отсчитывается от S1P1.  По фазе S1P2 в IR фиксируется код операции, второй байт двухбайтовой команды читается в S4P2 того же МЦ,  третий байт трехбайтовой - в S1P2 следующего МЦ.  Таким образом,  для ввода каждого байта команды требуется один полуцикл.
Во  время  всех оставшихся полуциклов в фазах S1P2 и S4P2 читается код операции следующей размещенной в памяти команды,  однако он не помещается в IR и не инкрементируется PC. Текущий КЦ всегда завершается в S6P2. Вслед за этим начинается S1, в котором в IR вводится новый байт.

MOVX требует  второго МЦ,  в котором не вырабатывается первый

строб ALE.  На рис. 3.7 приведена временная диаграмма обращения к XSEG. Для приведение МК51 в исходное состояние необходимо  подать на  вход  RST  импульс H-уровня длительностью не менее 24 периодов OSC (два МЦ) при условии что генератор запущен.

4 параллельных двунаправленных порта ввода/вывода P0..P3;
буфер SBUF

и регистр управления SCON последовательного  канала;
таймеры/счетчики T0,  T1,  их регистр управления TCON и регистр режимов TMOD;
регистры управления подсистемой прерываний: регистр приоритетов IP и регистр маски IE;
регистр управления машиной PCON.
В состав МК51 входит дуплексный последовательный канал связи с буферизацией,  который может быть запрограммирован для работы в одном из четырех режимов:
режим "0" - синхронный ввод/вывод с частотой OSC/12;
режим "1" - асинхронный с 8-бит. кадром, частота k*f;
режим "2" - асинхронный с 9-бит. кадром, частота k*OSC/32;
режим "3" - асинхронный с 9-бит. кадром, частота k*f; где k {1, 1/2}, f - частота переполнения T1 (FOV), деленная на 16.

радиальную приоритетную подсистему прерываний (ПП) с шестью  источниками  запросов.

Для приема внешних прерываний служат входы INT0\,  INT1\.
Источниками внутренних запросов могут служить сигналы переполнения таймеров T0,  T1 и сигнал окончания работы последовательного канала

- однобайтовых (49), двухбайтовых  (45)  и трехбайтовых (17).  Все

команды выполняются за 1 или 2 МЦ (16 тактов CLK в каждом), за исключением команд умножения и деления MUL и DIV,  для выполнения которых требуется 4 МЦ. Большинство двухбайтовых команд - одноцикловые,  а все трехбайтовые -двухцикловые. За  один  МЦ  в МК51 можно вводить до двух байтов программного кода.
МК51 работает с данными четырех основных типов - битами,  полубайтами (4 бита),  байтами и адресами (16 бит).  Наиболее  часто используемой единицей данных является байт: внутренние магистрали данных имеют 8-битный размер.  Программная память, внутренняя память и внешняя память данных запоминают и возвращают данные в виде байтов. Кроме этого, имеется много команд, которые работают с одиночными битами.  Бит может быть установлен, очищен, проинвертирован,  логически скомбинирован с флагом переноса и проверен для выполнения последующих переходов.  Полубайт (двоично-десятичная упакованная цифра) обычно мало применяется в МК51,  но  двоично-десятичная арифметика может выполняться без преобразования операндов в двоичное представление.

указателем данных (16-битный регистр DPTR ) и с программным 

счетчиком (переходы и вызовы подпрограммы).  Использование команд сложения с битом переноса (ADDC) и вычитание с заемом  (SUBB)  делает программирование 16-битной арифметики относительно простым. Программно-доступными объектами в составе ОМЭВМ являются: аппаратные регистры, четыре банка по восемь регистров R0..R7,R0..R7 и 128 ячеек внутренней памяти данных - с адресами 00H..7FH.  Кроме того,  по  специальным  командам  MOVX  и MOVC может быть доступна внешняя память данных и программ. В МК51 возможна битовая адресация аппаратных регистров и части внутренней памяти. При программировании следует иметь в виду, что в качестве регистров R0..R7 банка 0 используются ячейки внутренней памяти  данных с адресами 00H..07H,  банка 1 - 08Н..0FН, банка 2 - 10Н..17Н, банка 3 - 18Н..1FH.
В системе команд МК51 используются  регистровая, прямая, косвенная и непосредственная адресация.

При регистровой  адресации  операнды  находятся  в регистрах, имена которых определяются кодом операции команды.  Эта  адресация используется  для  обращения  к регистрам выбранного банка рабочих регистров,  к регистрам А,  В,  DPTR и к флагу переноса С.

и внутренней памяти.  Используется также прямая  битовая  адресация. Косвенно можно 

адресоваться  к  ячейкам внутренней и внешней памяти данных через регистры R0,R1 текущего банка.
К любой ячейке внешней памяти (данных и программ) можно обратиться с использованием регистра DPTR.
По типу операций можно выделить следующие классы команд:  пересылки;  арифметические и логические; передачи управления; специальные команды.