Основные разделы


Структурная схема микроконтроллеров семейства MCS-51

Новое семейство микроконтроллеров 8xC151Sx (MCS-151) по системе команд, набору программно доступных ресурсов, системе прерываний, набору блоков ввода-вывода и функциям выводов корпуса совместимы с микроконтроллерами 8xC51Fx. Усовершенствования коснулись, в основном, операционного ядра. Введены: конвейер команд, режим страничной адресации памяти и др.

В результате при конвейерной выборке в пределах одной страницы время выполнения команды составляет два периода частоты задающего кварцевого генератора (вместо 12 периодов у предыдущего семейства MCS-51).

Микроконтроллеры семейства MCS-251 являются развитием архитектуры семейств MCS-51 и MCS-151. В основу положена «старая» система команд и устоявшийся набор блоков ввода/вывода: три таймера-счетчика, последовательный порт, блок РСА и сторожевой таймер.

Центральный процессор микроконтроллеров MCS-251 построен с использованием конвейера команд (время выполнения команд - 2 периода частоты кварцевого генератора) и регистрового файла. Система команд дополнена инструкциями, оперирующими 16-ти и 32-х разрядными операндами.

Основой микроконтроллера (см. рис. 1) является 8-ми битовое Арифметическое-Логическое устройство (АЛУ). Память МК логически разделена: на память программ - ПП (внутреннюю или внешнюю), адресуемую 16-ти битовым счетчиком команд (СК) и память данных - внутреннюю (Резидентная память данных - РПД) 128 (или 256) байт а также внешнюю (Внешняя память данных - ВПД) до 64 Кбайт. Физически память программ реализована на ПЗУ (доступна только по чтению), а память данных - на ОЗУ (возможна запись и чтение данных).

Прием и выдача внешних сигналов осуществляется через 4 восьмибитовых порта Р0 Р3. При обращении к внешней памяти программ (ВПП) или памяти данных (ВПД) порты Р0 и Р2 используются как мультиплексированная внешняя шина Адрес/Данные. Линии порта Р3 могут выполнять также альтернативные функции (см. табл. 2).

-ти битовый регистр DPTR формирует адрес ВПД или базовый адрес Памяти программ в команде преобразования Аккумулятора. Регистр DPTR может также использоваться как два независимых 8-ми битовых регистра (DPL и DPH) для хранения операндов.

-ми битовый внутренний регистр команд (РК) принимает код выполняемой команды; этот код дешифрируется схемой управления, которая генерирует управляющие сигналы (см. рис. 1).

Обращение к регистрам специальных функций - РСФ (SFR - на рис. 1 они обведены пунктирной линией) возможно только с использованием прямой байтовой адресации в диапазоне адресов от 128 (80h) и более.

Резидентная память данных (РПД) в первых моделях микроконтроллеров семейства MCS-51 имела объем 128 байт. Младшие 32 байта являются одновременно и регистрами общего назначения - РОН (4 банка по 8 РОНов). Программа может обратиться к одному из 8-ми РОНов активного банка. Выбор активного банка РОНов осуществляется программированием двух бит в регистре состояния процессора - PSW (см. табл. 5). Переключение банков РОНов упрощает выполнение подпрограмм и обработку прерываний, т.к. не нужно пересылать в стек содержимое РОНов основной программы при вызове подпрограммы.

Таблица 2 - Назначение выводов MCS-51

№ выв.

Обозначение

Назначение

1 8

Р1[0 7]

8-ми битовый квазидвунаправленный порт ввода/вывода

9

RST

Сигнал сброса (активный уровень - высокий); Сигнал RST обнуляет : PC и большинство Регистров Специальных Функций (SFR), запрещая все прерывания и работу таймеров; выбирает Банк РОНов 0; записывает в порты Р0_Р3 "все единицы", подготавливая их на ввод; записывает код 07H в указатель стека (SP);

10 17

P3[0 7] P3[0] P3[1] P3[2] P3[3] P3[4] P3[5] P3[6] P3[7]

8-ми битовый квазидвунаправленный порт ввода/вывода; после записи в соответствующий разряд "1" - выполняет дополнительные (альтернативные) функции: Вход последовательного порта - RxD; Выход последовательного порта - TxD; Вход внешнего прерывания 0 - ~INT0; Вход внешнего прерывания 1 - ~INT1; Вход таймера/счетчика 0 - Т0; Вход таймера/счетчика 1 - Т1; Выход строб. сигнала при записи в ВПД - ~WR; Выход строб. сигнала при чтении из ВПД - ~RD;

18, 19

X1, X2

Выводы для подключения кварцевого резонатора или LC-контура;

20

GND

Общий вывод;

21 28

P2[0 7]

8-ми битовый квазидвунаправленный порт ввода /вывода; или выход адреса A[8_15] в режиме работы с внешней памятью (ВПП или ВПД);

29

PME

Строб чтения Внешней Памяти Программ, выда-ется только при обращении к внешнему ПЗУ;

30

ALE

Строб адреса Внешней памяти (ВПП или ВПД);

31

ЕА

Отключение РПП, уровень "0" на этом входе пе-реводит МК на выборку команд только из ВПП;

39 32

Р0[0 7]

8-ми битовый двунаправленный порт ввода/ вывода; при обращении к Внешней Памяти выдает адреса A[0_7] (которые записываются во внешний регистр по сигналу ALE), а затем обменивается байтом синхронно с сигналом ~PME (для команд) или ~WR,~RD (для данных в ВПД), при обращении к Внешней Памяти в регистр порта Р0 записываются все единицы, разрушая хранимую там информацию;

40

Ucc

Вывод напряжения питания

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Прочитайте еще и эти статьи:

Измерительный преобразователь для датчика температуры
Современная информационно-измерительная техника располагает средствами измерения около двухсот различных физических величин - электрических, магнитных, тепловых, акустических, механических и др. Подавляющее большинство этих величин в процессе и ...

Методы защиты информации
Кто владеет информацией, тот владеет миром. Натан Ротшильд С развитием техники и технологий окружающая нас информация стремительно возрастает и человек уже не в силах хранить ее в собственной памяти. На помощь к нему приходят соврем ...

© Copyright 2021 | www.techattribute.ru