Mikrokomputery jednoukladowe ...

Mikrokomputery jednoukladowe rodziny MCS-51, eBooks txt

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Andrzej RydzewskiMikrokomputery jednouk�adowe rodziny MCS-51Wydanie trzecieWarszawaWydawnictwaNaukowo-TechniczneSpis tre�ci1. WSIe? 71.1. Charakterystyka og�lna rodziny MCS-51 ........ 71.2. Dane katalogowe .................... 91.2.1. Opis ko�c�wek uk�adu ............. 91.2.2. Parametry sygna��w............... 121.2.3. Lista rozkaz�w ................. 211.2.4. Zestawienie s��w steruj�cych i kontrolnychz grupy SFR ................... 282. Architektura wewn�trznamikrokomputer�w8051/52 372.1. Pami�� programu, licznik rozkaz�w ........... 372.2. Pami�� danych, rejestry uniwersalne i specjalne, stos ... 392.3. Jednostka arytmetyczno-logiczna, akumulator,s�owo stanu ...................... 442.4. Zegar systemowy, cykl rozkazowy ............ 472.5. Wej�cie-wyj�cie..................... 502.5.1. Konfiguracja wej�cia-wyj�cia........... 502.5.2. Struktura wewn�trzna port�w .......... 522.5.3. Komunikacja programowa ............ 542.6. Uk�ad czasowo-licznikowy ............... 552.6.1. Liczniki TO, Tl ................. 562.6.2. Licznik T2 (tylko 8052/32) ............ 61Z7. Port szeregowy ..................... 652.7.1. Tryb O..................... 662.7.2. Tryby l, 2, 3 ................... 692.7.3. Szybko�� transmisji............... 742.7.4. Komunikacja w systemie wieloprocesorowym... 766 Spbtntfd2.8. System przerwa�...................2.8.1. Organizacja systemu ..............2.8.2. Przyj�cie przerwania ..............2.8.3. Przerwania zewn�trzne.............2.9. Inicjowanie systemu ..................2.10. Stany z obni�onym poborem mocy ..........110.1. Uk�ady HMOS ................2.10.2. Uk�ady CHMOS . ..............2.11. Praca z zewn�trzn� pami�ci� programu ........2.12. Programowanie, weryfikacja, kasowaniepami�ci EPROM ...................3. Rozbudowa systemu3.1. Rozbudowa pami�ci.................3.1.1. Komunikacja z pami�ci� zewn�trzn� ......3.1.2. Do��czanie zewn�trznej pami�ci programui danych ....................3.1.3. Wsp�lna zewn�trzna pami�� programui danych ....................3.1.4. Do��czanie zewn�trznej pami�ci danych ....3.2. Rozbudowa wej�cia-wyj�cia ..............3.3. Rozbudowa systemu przerwa�............4. Lista rozkaz�w4.1. Tryby adresowania..................4.2. Opis rozkaz�w....................1.WST�P1.1.CHARAKTERYSTYKAOG�LNA RODZINY MCS-51Rodzina mikrokomputer�w jedno-uk�adowych MCS-51 powsta�a w firmie Intel Corporation. Architektura uk�ad�w do niej nale��cych jest podobna do architektury MCS-48 - wcze�niejszej rodziny mikrokomputer�w jednouk�adowych firmy Intel. Jest jednak w stosunku do niej znacznie rozbudowana i unowocze�niona. Podstawowymi uk�adami rodziny MCS-51 s�: mikrokomputer 8051, od kt�rego pochodzi nazwa rodziny, oraz nieco rozbudowany mikrokomputer 8052.Funkcjonalny schemat blokowy jednouk�adowego mikrokomputera 8051, podstawowego uk�adu w rodzinie MCS-51, przedstawiono na rys. 1.1. Poni�ej om�wiono g��wne bloki funkcjonalne mikrokomputera.RYS. 1.1. Schemat funkcjonalny mikrokomputera 8051O�miobitowa jednostka centralna mo�e wykonywa� 111 rozkaz�w (49 jedno-, 45 dwu- i 17 trzybajtowych) umo�liwiaj�cych �atw�i efektywn� realizacj� wszelkiego rodzaju algorytm�w ster�w (r�wnie� wymagaj�cych z�o�onych oblicze�). Lista rozkaz�w zav m.in. rozkazy arytmetyczne (w tym mno�enie i dzielenie) i logii rozkazy dotycz�ce operacji logicznych na bitach (procesor boolo^ oraz rozbudowane grupy rozkaz�w skok�w warunkowych i wej wyj�cia. Prawie wszystkie rozkazy wykonuj� si� w czasie jeden lub dw�ch cykli maszynowych. Wyj�tek stanowi tu mno�enie i dziel wymagaj�ce czterech cykli.Zegar taktuj�cy jest stabilizowany zewn�trznym rezonatt kwarcowym, o cz�stotliwo�ci maksymalnej 12 MHz. Czas cyklu m;nowego jest wi�c r�wny 1 fis.Wewn�trzna pami�� programu, typu ROM, ma pojemno�� (4K) s��w 8-bitowych. Mo�e by� rozszerzona do 64K bajt�w ] do��czenie pami�ci zewn�trznej.Wewn�trzna pami�� danych, typu RAM, ma pojemno�� 128 ba Mo�liwe jest do��czenie zewn�trznej pami�ci danych o pojemno�' 64K s��w (w ramach osobnej przestrzeni adresowej).Uk�ad czasowo-licznikowy zawiera dwa 16-bitowe liczniki, l mog� zlicza� wewn�trzne impulsy zegarowe lub impulsy zewn�t Oba liczniki mog� pracowa� w jednym z czterech, ustawianyd dywidualnie, tryb�w.Linie wej�cia-wyj�cia, kt�rych jest 32, s� zorganizowane w c 8-bitowe porty. Cz�� z tych linii (zw�aszcza linie portu P3) mo�< wykorzystana do realizacji specjalnych funkcji.Port szeregowy umo�liwia niezale�ne nadawanie i odbie transmisji szeregowej. Mo�e pracowa� w czterech trybach.Uk�ad przerwa� (dwupoziomowy) mo�e obs�ugiwa� dwa rwania zewn�trzne i dwa z uk�adu czasowo-licznikowego oraz rwanie z uk�adu szeregowego wej�cia-wyj�cia (razem 5).Mikrokomputer 8052 jest wersj� uk�adu 8051 o nieco po> szonych zasobach, a mianowicie:- wewn�trzna pami�� programu jest powi�kszona do 8K bajt�w- wewn�trzna pami�� danych jest powi�kszona do 256 bajt�w,- uk�ad czasowo-licznikowy zawiera dodatkowy 16-bitowy li( impuls�w zegarowych lub zewn�trznych.Mikrokomputery tworz�ce rodzin� MCS-51, produkowane ] firm� Intel, zestawiono w tablicy 1.1. Uk�ady te s� r�nymi,Bloki funkcyjne 9wzgl�dem technologu wykonania i rodzaju wewn�trznej pami�ci programu, wersjami uk�ad�w 8051 i 8052.TABLICA 1.1. Zestawienie mikrokomputer�w rodziny MCS-51Typ uk�adu (firma Intel)Wewn�trzna pami�� programuWewn�trzna pami�� danychCHMOS HMOS80C51 8051AH 8751H 80C31 8031AH 8052 80324K x 8 ROM 4K x 8 EPROM8K x 8 ROM128 x 8 RAM 128 x 8 RAM 128 x 8 RAM 256 x 8 RAM 256 x 8 RAMMikrokomputery rodziny MCS-51 s� obecnie najpopularniejszymi uk�adami na �wiecie w klasie 8-bitowych mikrokomputer�w jedno-uk�adowych. Odpowiedniki uk�ad�w wymienionych w tablicy 1.1 s� produkowane przez takie firmy jak: Siemens, Signetics/Philips, AMD, Fujitsu i inne. Zazwyczaj s� one oznaczane takim samym symbolem cyfrowym. Ponadto, wiele firm produkuje inne, bazowane na 8051, wersje uk�ad�w, r�ni�ce si� technologi� wykonania lub rozbudowane o dodatkowe specjalizowane bloki funkcjonalne, przeznaczone do konkretnego zastosowania. Orientacyjne ceny hurtowe uk�ad�w z rodziny MCS-51 kszta�towa�y si� w Europie Zachodniej nast�puj�co (dane z 1990 r): 8051 - 2,30 $, 8751 - 32$, 80C51 - 3,00$, 87C51 - 44$, 8052 - 2,95$, 8752 - 40$, 80C52 - 4,40$, wersja 8052 z pami�ci� EEPROM - 70 $.1.2.DANE KATALOGOWE1.2.1.OPIS KO�C�WEK UK�ADUNa rysunku 1.2a pokazano symbol logiczny podstawowych w rodzinie MCS-51 uk�ad�w 8051/52.Rozk�ad sygna��wRYS. 13.. Uk�ad 8051: a) symbol logiczny; b) rozk�ad sygna��w na ko�c�Na rysunku 1.2b przedstawiono rozk�ad sygna��w na ko obudowy. Ich funkcje opisano poni�ej.Numer ko�c�wkiFunkcjaPO.O-P0.7 (Port 0)8-bitowy, dwukierunkowy port wej�cia-wyj�cia (wyj�cie z otwartym kolektorem, wej�cie o du�ej impedancji);przy pracy z zewn�trzn� pami�ci� programu lub danych: multipleksowana magistrala adres�w-danych Wej�cie lub wyj�cie danych przy programowaniu i weryfikacji pami�ci EPROMP1.0-P1.7 (Port l)8-bitowy port wej�cia-wyj�cia P l.O - T2; wej�cie zegarowe P 1.1 - T2EX; wej�cie wyzwalaj�ce licznika T2Przy programowaniu i weryfikacji pami�ci EPROM: wej�cie sygna��w adresowych AO...A7� lFunkcje sygna��wSygna�Numer ko�c�wkiFunkcjaP2.0-P2.7 (Port 2)21-288-bitowy port wej�cia-wyj�cia;przy pracy z zewn�trzn� pami�ci� programu: wyj�cie o�miu bardziej znacz�cych bit�w magistrali adresowejWej�cie bit�w 8-11 adresu i sygna��w steruj�cych przy programowaniu i weryfikacji pami�ci EPROMP3.0-P3.7 10-17 8-bitowy port wej�cia-wyj�cia;(Port 3) funkcje dodatkowe (alternatywne) poszczeg�lnych bit�w:P3.0 - RXD: wej�cie szeregowe P3.1 - TXD: wyj�cie szeregowe P3.2 - INTO 1 wej�cia przerwa� P3.3 - INT1 J zewn�trznych P3.4 - TOt wej�cia zegarowe P3.5 - Tlj uk�adu czasowo-__ -licznikowego P3.6 - WR: wyj�cie steruj�ce; zapisywanie do zewn�trznej pami�ci danychP3.7 - RD: wyj�cie steruj�ce; odczytywanie z zewn�trznej pami�ci danychPSEN (Program stor� enable)29 Wyj�cie steruj�ce; odczytywanie z zewn�trznej pami�ci programuALE(Address latch enable)30Wyj�cie sygna�u zegarowego o cz�stotliwo�ci 6(TAL/6;przy pracy z pami�ci� zewn�trzn�: wyj�cie steruj�ce - sygna� strobuj�cy adres wys�any do portu POWej�cie impulsu programuj�cego przy programowaniu pami�ci EPROMRST/YPD (Reset)Wej�cie sygna�u zeruj�cego (aktywny poziom niski)Wej�cie zasilania w stanie obni�onego poboru mocyFunkcje sygna��wSygna�Numer ko�c�wkiFunkcjaUk�adyEA(External access)31Wej�cie wymuszaj�ce pobieranie wszystkich rozkaz�w z zewn�trznej pami�ci programu (aktywny poziom niski)Wej�cie napi�cia zasilania +21 V przy programowaniu pami�ci EPROM8751XTAL119Pierwsza ko�c�wka do do��czenia oscylatora kwarcowegoWej�cie zewn�trznego sygna�u taktuj�cegoCHMOSXTAL218Druga ko�c�wka do do��czenia oscylatora kwarcowegoWej�cie zewn�trznego sygna�u taktuj�cegoHMOSUcc40+ 5 V - zasilanieUss200 V - masa1.2.2.PARAMETRY SYGNA��WPodane ni�ej parametry statyczne i dynamiczne sygna��w zestawiono na podstawie katalogu firmy Inte Corporation. Parametry uk�ad�w innych firm mog� si� od nid nieznacznie r�ni�.Parametry dopuszczalne- temperatura pracy: 0-70�C- temperatura przechowywania: -65 150�C- napi�cie na ka�dej ko�c�wce wzgl�dem Uss -0,5-7,0 V- moc rozpraszana l WParametry sygna�owe dla uk�ad�wHMOS przy IA = 0-70�C -CHMOS przy IA = 0-70�CUcc= + 5 V � 10%, Uss = O V - Ucc = + 5 V � 20%, Uss = O VParametry charakterystyczne statyczne dla uk�ad�w HMOS 13SymbolParametrWielko��Jednostkamin. maks.UILNapi�cie wej�... [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

sylwina.xlx.pl