Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Обчислювальна техніка та мікропроцесори - файл 1.doc


Лекции - Обчислювальна техніка та мікропроцесори
скачать (1348.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc1349kb.30.11.2011 14:31скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
1. Поняття мікропроцесорної системи (МПС) та напрямки використання МПС.

Поняття МПС , напрямки використання МПС.

Мікропроцесорна система — це обчислювальна, контрольно-вимірювальна або така, що управляє система, основним пристроєм обробки інформації в якій є МП. Мікропроцесорна система будується з набору мікропроцесорних ВІС.

Мультимікропроцесорна (або мультипроцесорна) система — система, яка утворюється об'єднанням деякої кількості універсальних або спеціалізованих МП, завдяки чому забезпечується паралельна обробка інформації і розподілене управління.
^ Напрямки використання мікропроцесорів та мікро-контролерів у телекомунікаціях.

В системах зв’язку розглядаються два основних напрямки використання мікропроцесорів та мікро ЕОМ:

- для організаційного та технічного (технологічного) управління в системах та засобах зв’язку;

- для цифрової обробки аналогових та дискретних сигналів.

При організації, плануванні зв’язку та управлінні зв’язком комп’ютери та мікро ЕОМ використовуються в якості універсальних обчислювальних машин рішення задач автоматизації управління (збору, передачі, обробки інформації, вибору оптимального варіанту рішення) з метою покращення якості та ефективності процесу управління.

Технічне (технологічне) управління забезпечується за рахунок МП та мікро ЕОМ, вбудованих в апаратуру зв’язку. Мікропроцесорна техніка стає складовою частиною систем та засобів зв’язку, підвищуючи їх технічні характеристики.

Тут характерними прикладами використання є:

  • управління наведенням антен та фазуванням решіток в системах супутникового зв’язку;

  • управління адаптивними радіолініями;

  • управління комутацією каналів в багатоканальних системах;

  • аналіз стану систем та засобів зв’язку та відображення на пунктах управління зв’язком;

  • маршрутизація повідомлень в системах комутації повідомлень.

Другий з вказаних напрямків зумовлює використання обчислювальної техніки для цифрової обробки сигналів:

  • в цифрових фільтрах багатоканальних систем зв’язку;

  • в цифрових синтезаторах аналогових сигналів з заданими частотними характеристиками;

  • в адаптивних приймачах дискретних сигналів;

  • в пристроях кодування та декодування (в системах передачі даних);

  • в цифрових вимірювальних приладах та ін.

У всіх випадках використання мікропроцесорної техніки забезпечується підвищення точності, надійності та швидкодії апаратури та систем зв’язку.

^ 2. Структурна схема МПС.

В основу побудови МПС покладені з принципи:

- магістральності;

- модульності;

- мікропрограмного управління.

^ Принцип магістральності визначає характер зв’язків між функціональними блоками МПС – всі блоки об’єднуються з єдиною системною шиною.

Принцип модульності полягає в том, що система будується на основі обмеженої кількості типів конструктивно і функціонально закінчених модулів. Кожний модуль має вхід управління високоімпедансним станом (стан Z). Вхід позначається CS (вибір чипу ) або OE (дозвіл виходу).

^ Принцип мікропрограмного управління полягає у можливості здійснення елементарних операцій – мікрокоманд. Використовуючи визначені комбінації мікрокоманд можна утворити технологічну мову, тобто набір команд, який максимально відповідає призначенню системи.

Узагальнена структурна схема МПС містить:

  • центральний процесор (ЦП);

  • постійну пам'ять (ПЗП);

  • оперативну пам'ять (ОЗП);

  • систему переривань;

  • таймер;

  • інтерфейси вводу \ виводу;

  • пристрої вводу \ виводу.


^ 3. Склад та призначення інтерфейсу вводу / виводу у МПС.

Одним з найважливіших завдань проектування МПС є організація взаємодії з пристроями вводу/виводу (ПВВ) — джерелами і приймачами даних. До пристроїв вводу відносяться перемикачі, клавіатура, аналого-цифрові перетворювачі (АЦП), датчики двійкової інформації, а до пристроїв виводу — індикатори, світлодіоди, дисплеї, пристрої друку, цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП), транзисторні ключі, реле, комутатори. Прикладами пристроїв одночасно і вводу і виводу є накопичувачі на гнучких і жорстких магнітних дисках. Надалі під пристроєм вводу/виводу або зовнішнім пристроєм розумітимемо один з перерахованих вище пристроїв, тобто пристрій вводу, виводу або вводу/виводу. ПВВ розрізняються: розрядністю даних, швидкодією, сигналами управління, типом протоколу обміну, тобто певним порядком обміну. Дані в ПВВ змінюються в довільний або визначений момент часу. З'єднання ПВВ з системною шиною МПС здійснюється за допомогою інтерфейсу вводу/виводу, який погоджує сигнали ПВВ з системною шиною МПС. Як правило, інтерфейс складається з одного або декількох портів вводу/виводу і схем управління ними.

При проектуванні інтерфейсу вводу/виводу необхідно забезпечити:

- зберігання інформації, що поступає від ПВВ;

- доступ до інформації з боку МП;

- управління обміном;

- перетворення форматів даних.
^ 4. Призначення підсистеми переривань в мікропроцесорній системі, етапи процесу переривання.

Однією з основних функцій пристрою управління в МП є автоматичне переключення з програми на програму –переривання.

Переривання – це реакція МП на деяку, як правило, програмно непередбачену подію, яка виникає у самій МПС або у зовнішньому середовищі., і яка потребує негайного припинення виконання поточної програми, швидкого переходу до виконання іншої програми, а після її завершення – повернення до перерваної програми.

^ Підсистемою переривань програм називають сукупність апаратних і програмних засобів, які дозволяють реалізувати автоматичне, з високою швидкодією переривання програм.

Можливість автоматичного переривання програм дозволяє ефективно використовувати ресурси МП при організації паралельної в часі роботи МП і засобів, які приймають участь в обміні даними між оперативною пам’яттю і зовнішніми пристроями, при багатопрограмній роботі, при управлінні технологічними процесами.

Переключення управління на іншу програму виконується по запитам на переривання (ЗПР), тобто по відповідним сигналам, які сповіщають МП про потребу у реалізації перекриваючої програми.

Для кожного ЗПР в памяті МПС мається своя програма (підпрограма) обробки запитів. В залежності від джерела всі переривання, які виникають у МПС прийнято поділяти на класи(типи):

- внутрішньопроцесорні – визначаються подіями у самому МП, наприклад від схем контролю;

- зв’язані з операційною системою;

- програмні (по помилкам у програмі, наприклад, ділення на нуль);

- зовнішні – по сигналам від зовнішніх джерел.
^ 5. Принцип роботи програмує мого контролеру переривань (структурна схема представлена на рисунку).

Програмуємий контролер переривань (ПКП) КР580ВН59А представляє собою пристрій, який реалізує у МПС обробку запитів переривань від зовнішніх пристроїв, наприклад від датчиків аварійних ситуацій або пристроїв вводу/виводу, які використовують протоколи обміну по перериванню. ВІС ПКП виконує наступні функції:

  • запам’ятовує запити переривань, які задаються переднім фронтом або потенціалом;

  • маскує , тобто забороняє виконання обраних запитів;

  • формує вектор переривань і виконує дії по переходу на підпрограму обробки запиту;

  • формує сигнал переривання для МП;

  • виконує приоритетну обробку запитів переривання.

ВІС КР580ВН59А в залежності як її запрограмувати, може виробляти або код команди 8-розрядного МП i8080 CALL ADRV, де
ADRV — адреса підпрограми обробки, або видавати на шину даних
номер преривання n для реализации команды int n 16-розрядного МП
i8086.

Одна ВІС ПКП обробляє вісім запитів переривання, але при каскадному включенні ВІС число запитів може бути збільшено до 64.

Спрощена структурная схема ПКП показана на рис.1

Рис.1 Структурна схема ПКП

В состав программируемого контроллера прерываний входят: двунаправ­ленный 8-разрядный буфер данных (BD), предназначенный для соединения ПКП с шиной данных МП; блок управления чтением/записью (RWCU), ко­торый принимает управляющие сигналы от МП и задает режим функцио­нирования ПКП; схема каскадного буфера — компаратора (СМР), которая используется при включении в систему нескольких ПКП; схема управления (CU), формирующая сигналы прерывания и трехбайтную команду call или вектор прерывания п; регистр запросов прерываний (RGI), предназначен­ный для хранения запросов прерываний; схема обработки по приоритетам (PRB), идентифицирующая приоритеты запросов и выбирающая запрос с наивысшим приоритетом; регистр обслуженных прерываний (ISR), сохра­няющий уровни запросов прерываний, находящихся на обслуживании ПКП; регистр маскирования прерываний (RGM), обеспечивающий запрет одной или нескольких линий запросов прерывания.

Назначение входных, выходных и управляющих сигналов ПКП приведено в табл. 1

З’єднання ВІС КР580ВН59 зі стандартною системною шиною показане на рис. 2.



Рис. 2. З’єднання ВІС КР580ВН59 з системною шиною МП.

Схема (см. рис. 1) работает следующим образом. Запросы прерываний от внешних устройств поступают на входы IRQ0—JRQ7 и запоминаются в рм гистре RGI. Далее сигналы поступают на схему обработки приоритетов PRB, разрешающую или не разрешающую дальнейшее прохождение запрм са прерывания в зависимости от его приоритета и запрета маскированная Любой запрос прерывания возможно запретить путем записи маски в рм гистр RGM. Далее разрешенные запросы поступают в регистр ISR и ycтаавливают соответствующие его разряды. Схема управления (CU) на основе содержимого регистра ISR формирует сигнал прерывания INT для МП. Микропроцессор принимает сигнал INT и, если прерывания разрешены, подтверждает прием выдачей сигнала INTA. После получения сигнала INTA ПКП выдает на шину D7—DO код команды call'или вектор преры­вания п. В первом случае МП выдает еще два сигнала INTA, которые по­зволяют ПКП передать на шину данных 16-разрядный адрес подпрограммы обслуживания прерывания, причем младший байт адреса передается по первому сигналу INTA, а старший — по второму. Str-втором случае МП выдает еще один сигнал INTA, по которому МП считывает с шины данных значение вектора прерывания п.

Программируемый контроллер может работать и в режиме опроса запросов прерывания. В этом случае МП считывает код запроса с наиболее высоким уровнем приоритета по сигналу RD . Прием запросов, маскирование и ана­лиз приоритетов выполняются так же, как и при обслуживании прерываний по запросу.

Для увеличения количества уровней прерывания ПКП могут быть объеди­нены в систему, состоящую из одного ведущего и нескольких ведомых ПКП .

^ 6. Програмуємий послідовний інтерфейс КР 580ВВ51 (і 8251), його призначення та склад структурної схеми (структурна схема представлена на рисунку).

Програмуємий послідовний інтерфейс КР580ВВ51 (i8251) є універсальним синхронно-асинхронним прийомо-передавачем (УСАПП), призначений для організації обміну між МП і зовнішніми пристроями в послідовному форматі. Універсальний синхронно-асинхронний прийомо-передавач приймає дані з 8-розрядної шини даних МП і передає їх в послідовному форматі периферійному пристрою або отримує послідовні дані від периферійного пристрою і перетворює їх в паралельну форму для передачі МП. Обмін може бути як напівдуплексним (однонаправленим), так і дуплексним (двонаправленим). Послідовний інтерфейс може здійснювати обмін даними в асинхронному режимі із швидкістю передачі до 9,6 Кбіт/с або в синхронному — з швидкістю до 56 Кбіт/с залежно від запрограмованого режиму. Довжина переданих даних — від 5 до 8 битий. При передачі в МП символів завдовжки менше 8 біт невикористані біти заповнюються нулями. Формат символу містить також службові біти і необов'язковий біт контролю парності.

Структурна схема УСАПП (рис. 1) містить:

- буфер передавача TBF з схемою управління передавачем TCU, призначений для прийому даних від МП і видачі їх в послідовному форматі на вихід TхD;

- буфер приймача RBF з схемою управління приймачем RCU, що виконує прийом послідовних даних з входу RхD і передачу їх в МП в паралельному форматі;

- буфер даних BD, що є паралельним 8-розрядним двонаправленим буфером шини даних з трьохстабільними каскадами, який використовується для обміну даними і управляючими словами між МП і УСАПП;

- блок управління читанням/записом RWCU, який приймає сигнали, що управляють, від МП і генерує внутрішні сигнали управління;

- блок управління модемом MCU, що оброблює управляючі сигнали, призначені для зовнішнього пристрою.



Рис. 1. Структурна схема УСАПП

Призначення виводів ВІС УСАПП приведено в табл. 1.

Таблиця 1. Призначення виводів ВІС УСАПП

^ Позначення виводу

Номер виводу

Призначення

D7—D0

8; 7; 6; 5;

2; 1; 28; 27

Канал даних

RESET

21

Скидання контролера (початковий стан)

CLK

20

Синхронізація

А0

12

L-рівень сигналу визначає можливість запису або читання даних в (з) УСАПП; Н-рівень визначає можливість запису управляючих слів, або читання слова стану в (з) УСАПП



13

Читання — дозвіл виведення даних або слова стану з УСАПП на шину даних



10

Запис — дозвіл введення інформації з шини даних



11

Вибірка кристала — з'єднання УСАПП з шиною даних МП



22


Готовність передавача терміналу



24

Запит передавача терміналу



17

Готовність приймача терміналу



23

Запит приймача терміналу

SYNDЕT

16

Вид синхронізації: для синхронного режиму вихідний сигнал високого рівня — ознака внутрішньої синхронізації; для синхронного режиму із зовнішньою синхронізацією сигнал є вхідним; у асинхронному режимі сигнал — вихідним

RXC

25

Синхронізація приймача

RXRDY

14

Готовність приймача

RXD

3

Вхід приймача

ТХС

9

Синхронізація передавача



18

Кінець передачі. Сигнал Н-рівня є ознакою закінчення посилки даних

TXRDY

15

Готовність передавача

TXD

19

Вихід передавача

UCC

26

Напруга живлення 5 В

GND

4

Загальний вивід 0 В

З'єднання УСАПП з шинами МП показане на рис. 2.

Сигнал Ai, що подається на вивід А0 ВІС, визначає дві адреси УСАПП. При адресі з Ai = 0 передаватимуться дані, при Ai = 1 — записуватися команди або читатися слово стану. Інші висновки під'єднуються до однойменних ліній шин МП системи.

Значення сигналів адреси А0, управління читанням , записом і вибіркою при записі і читанні регістрів ВІС приведено в табл. 2.



Рис. 2. З'єднання УСАПП з шинами МП

Таблиця 2. Визначення операцій сигналами управління від МП

Операції


Сигнали управління

А0







Читання даних з УСАПП на шину D7—D0

0

0

1

0

Запис даних з шини D7—D0 в УСАПП

0

1

0

0

Зчитування слів стану з УСАПП на шину D7—D0

1

0

1

0

Запис управляючого слова з шини D7—D0 в УСАПП

1

1

0

0

Високоімпедансний стан виводів D7—D0

X

1

1

0




X

X

X

1


Програмування УСАПП відбувається шляхом завантаження в нього управляючих слів. Розрізняють управляючі слова двох типів: управляюче слово ініціалізації і управляюче операційне слово.

Управляюче слово ініціалізації задає синхронний або асинхронний режим роботи, формат даних, швидкість прийому або передачі, контроль правильності даних. Це слово заноситься відразу після установки УСАПП програмно або по сигналу RESET, а замінюється лише при зміні режиму. Формат управляючого слова різний в асинхронному або синхронному режимах.
Управління роботою УСАПП після ініціалізації здійснюється записом управляючих операційних слів, які можуть багато разів задаватися в процесі обміну, управляючи різними його етапами.
Під час асинхронного обміну операційне управляюче слово завантажується відразу після управляючого слова ініціалізації, а під час синхронного – перед ним розташовуються один або два символи синхронізації.
Після запису управляючого слова режиму і операційного слова УСАПП готовий до виконання обміну даними в одному з п'яти режимів:

- синхронна передача;

- синхронний прийом з внутрішньою синхронізацією;

- синхронний прийом із зовнішньою синхронізацією;

- синхронна передача;

- асинхронний прийом.

^ 7. Інтерфейс RS-232С, його використання у мікропроцесорній системі.

Широко використовуваний послідовний інтерфейс синхронної і асинхронної передачі даних, що визначається стандартом EIA RS-232-C і рекомендаціями V.24 і V.28 ITU-T. Спочатку створювався для зв'язку комп'ютера з терміналом. Був розроблений 1962 року рядом крупних промислових корпорацій і опублікований Асоціацією електронної промисловості США (Electronic Industries Association — EIA). В даний час використовується в самих різних застосуваннях.

Стандартна швидкість передачі для RS-232 — 9600 біт/сек на відстань до 15м. Максимальна відстань передачі даних - 20 м. Існує в 8-, 9-, 25- і 31-контактних варіантах роз'ємів. Зараз частіше використовується 9-контактний роз'єм.

У загальному випадку описує чотири інтерфейсні функції:

  • визначення управляючих сигналів через інтерфейс;

  • визначення формату даних користувача, що передаються через інтерфейс;

  • передачу тактових сигналів для синхронізації потоку даних;

  • формування електричних характеристик інтерфейсу.





Рис. 3а. 9-ти контактний роз’єм

Рис. 3б. 25-ти контактний роз’єм

Інтерфейс RS-232-C сполучає два пристрої. Лінія передачі першого пристрою з'єднується з лінією прийому другого і навпаки (повний дуплекс) Для управління сполученими пристроями використовується програмне підтвердження (введення в потік передаваних даних відповідних управляючих символів). Можлива організація апаратного підтвердження шляхом організації додаткових RS-232 ліній для забезпечення функцій визначення статусу і управління.

Таблиця 3. Характеристика стандарту

Стандарт

^ EIA RS-232-C, CCITT V.24

Швидкість передачі

115 Кбіт/с (максимум)

Відстань передачі

15 м (максимум)

Характер сигналу

несиметричний по напрузі

Кількість драйверів

1

Кількість приймачів

1

Схема з'єднання

повний дуплекс, від крапки до крапки

Інтерфейс RS-232C призначений для підключення до комп'ютера стандартних зовнішніх пристроїв (принтера, сканера, модему, миші і ін.), а також для зв'язку комп'ютерів між собою. Дані в RS-232C передаються в послідовному коді побайтно. Кожен байт обрамляється стартовим і стоповими бітами. Дані можуть передаватися як в одну, так і в іншу сторону (дуплексний режим).

Комп'ютер має 25-контактний (DB25P) або 9-контактний (DB9P) роз'єм для підключення RS-232C. Призначення контактів роз'єму приведене в таблиці 4.


Таблиця 4. Порядок обміну по інтерфейсу RS-232C

Назва

Напрямок

Описання

Контакт
(25-контактний роз’єм)

Контакт
(9-контактний роз’єм)

DCD

IN

Carrier Detect (Визначення несучої)

8

1

RXD

IN

Receive Data (Дані, що приймаються)

3

2

TXD

OUT

Transmit Data (Дані, що передаються)

2

3

DTR

OUT

Data Terminal Ready (Готовність термінала)

20

4

GND

-

System Ground (Корпус системи)

7

5

DSR

IN

Data Set Ready (Готовність даних)

6

6

RTS

OUT

Request to Send (Запит на відправку)

4

7

CTS

IN

Clear to Send (Готовність прийому)

5

8

RI

IN

Ring Indicator (Індикатор)

22

9


Призначення сигналів наступне.

- FG - захисне заземлення (екран).

- TXD - дані, що передаються комп'ютером в послідовному коді (логіка негативна).

- RXD - дані, що приймаються комп'ютером в послідовному коді (логіка негативна).

- RTS - сигнал запиту передачі. Активний весь час передачі.

-^ CTS - сигнал скидання (очищення) для передачі. Активний весь час передачі. Говорить про готовність приймача.

- DSR - готовність даних. Використовується для завдання режиму модему.

- SG - сигнальне заземлення, нульовий дріт.

- DCD - виявлення тієї, що несе даних (детектування сигналу, що приймається).

- DTR - готовність вихідних даних.

- RI - індикатор виклику. Говорить про прийом модемом сигналу виклику по телефонній мережі.

Найчастіше використовуються трьох- або чотирьохпровідний зв'язок (для двонаправленої передачі). Схема з'єднання для чотирьохпровідної лінії зв'язку показана на рис. 4.

Для двохпровідної лінії зв'язку у випадку тільки передачі з комп'ютера в зовнішній пристрій використовуються сигнали SG і TXD. Всі 10 сигналів інтерфейсу задіюються тільки при з'єднанні комп'ютера з модемом.

Формат даних показаний на рис. 5. Власне дані (5, 6, 7 або 8 біт) супроводжуються стартовим бітом, бітом парності і одним або двома стоповими бітами. Отримавши стартовий біт, приймач вибирає з лінії біти даних через визначені інтервали часу. Дуже важливо, щоб тактові частоти приймача і передавача були однаковими, допустима розбіжність - не більше 10%). Швидкість передачі по RS-232C може вибиратися з ряду: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 біт/с.



Рис. 4. Схема 4-провідної лінії зв'язку для RS-232C

Всі сигнали RS-232C передаються спеціально вибраними рівнями, що забезпечують високу завадостійкість зв'язку (рис. 6). Відзначимо, що дані передаються в інверсному коді (логічній одиниці відповідає низький рівень, логічному нулю - високий рівень).

Для підключення довільного пристрою до комп'ютера через RS-232C зазвичай використовують трьох- або чотирьохпровідну лінію зв'язку (див. рис. 4), але можна задіювати і інші сигнали інтерфейсу.



Рис. 5. Формат даних RS-232C

Обмін по RS-232C здійснюється за допомогою звернень по спеціально виділених для цього портах COM1 (адреси 3F8h...3FFh, переривання IRQ4), COM2 (адреси 2F8h...2FFh, переривання IRQ3), COM3 (адреси 3F8h...3EFh, переривання IRQ10), COM4 (адреси 2E8h...2EFh, переривання IRQ11). Формати звернень за цими адресами можна знайти в численних описах мікросхем контролерів послідовного обміну UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), наприклад, i8250, КР580ВВ51.



Рис. 6. Рівні сигналів RS-232C на передавальній та приймальній стороні лінії зв'язку

^ 8. Мікроконтролери та їх особливості у порівнянні з мікропроцесорами.

Однокристальний мікроконтролер – пристрій, виконаний конструктивно в одному корпусі ВІС і містить всі основні складові частини МПК. До таких мікроконтролерів відносяться ОМК компаній Intеl — МСS-196/296, МicrоСhiр — РIС17С4х, РIС17С75х, Моtorola — МС33035, МС33039.

ОМК мають наступні особливості:

  • система команд орієнтована на виконання задач управління і регулювання;

  • алгоритми, з якими оперують ОМК, можуть мати багато розвітвлень в залежності від зовнішніх сигналів;

  • дані, з якими оперують ОМК, не повинні мати велику розрядність;

  • схемна реалізація систем управління на базі ОМК є нескладною і має невелику вартість;

  • універсальність та можливість розширення функцій управління значно нижча, ніж у системах з одно криштальними МП.

ОМК представляють собою зручний інструмент для створення сучасних пристроїв управління різноманітним обладнанням, наприклад, автомобільною електронікою, побутовою технікою, мобільними телефонами.

^ 9. Класифікація мікроконтролерів.

В настоящее время выпускается целый ряд типов МК. Все эти приборы можно условно разделить на три основных класса:

8-разрядные МК для встраиваемых приложений;

16- и 32-разрядные МК;

цифровые сигнальные процессоры (DSP).

Наиболее распространенным представителем семейства МК являются 8-разрядные приборы, широко используемые в промышленности, бытовой и компьютерной технике. Росту популярности 8-разрядных МК способствует постоянное расширение номенклатуры изделий, выпускаемых такими известными фирмами, как Motorola, Microchip, Intel, Zilog, Atmel и многими другими.

Современные 8-разрядные МК обладают, как правило, рядом отличительных признаков. Перечислим основные из них:

модульная организация, при которой на базе одного процессорного ядра (центрального процессора) проектируется ряд (линейка) МК, различающихся объемом и типом памяти программ, объемом памяти данных, набором периферийных модулей, частотой синхронизации;

использование закрытой архитектуры МК, которая характеризуется отсутствием линий магистралей адреса и данных на выводах корпуса МК;

использование типовых функциональных периферийных модулей (таймеры, процессоры событий, контроллеры последовательных интерфейсов, аналого-цифровые преобразователи и др.), имеющих незначительные отличия в алгоритмах работы в МК различных производителей;

расширение числа режимов работы периферийных модулей, которые задаются в процессе инициализации регистров специальных функций МК.

При модульном принципе построения все МК одного семейства содержат процессорное ядро, одинаковое для всех МК данного семейства, и изменяемый функциональный блок, который отличает МК разных моделей. Структура модульного МК приведена на рис. 1. Процессорное ядро включает в себя:

центральный процессор;

внутреннюю контроллерную магистраль (ВКМ) в составе шин адреса, данных и управления;

схему синхронизации МК;

схему управления режимами работы МК, включая поддержку режимов пониженного энергопотребления, начального запуска (сброса) и т.д.


Рис. 1 - Модульная организация МК

Изменяемый функциональный блок включает в себя модули памяти различного типа и объема, порты ввода/вывода, модули тактовых генераторов (Г), таймеры. В относительно простых МК модуль обработки прерываний входит в состав процессорного ядра. В более сложных МК он представляет собой отдельный модуль с развитыми возможностями. В состав изменяемого функционального блока могут входить и такие дополнительные модули как компараторы напряжения, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и другие. Каждый модуль проектируется для работы в составе МК с учетом протокола ВКМ. Данный подход позволяет создавать разнообразные по структуре МК в пределах одного семейства.

^ 10. Архітектура і функціональні можливості одно криштального мікро контролера (ОМК) К1816ВЕ51 (структурна схема представлена на рисунку).

Структуру ОМК розглянемо на прикладі ВІС К1816ВЕ51 (і80×51). (плакат)

блок 8-розрядного ЦП;

пам'ять програм ПЗП ємністю 4 Кбайт;

пам'ять даних ОЗП ємністю 128 байт;

чотири 8-розрядних прграмуємих порта вводу\виводу Р0-Р3;

послідовний порт;

два 16-розрядних програмуємих таймера / лічильника Т/С0, Т//С1;

систему переривань з п’ятьма векторами і двома рівнями пріоритетів ;

блок управління.

Умовне графічне позначення ОМК К1816ВЕ51 (довідник).

Призначення виводів:

Р0.0-Р0.7, Р1.0-Р1.7, Р2.0-Р2.7, Р3.0-Р3.7 – входи / виходи паралельних портів;

RST - вхід подачі сигналу скиду, установки початкового стану;

EA – вхід подачі сигналу дозволу виводу інформації;

RxD – вхід/ вихід послідовного порту;

TxD – вихід послідовного порту;

T0, T1 – входи таймерів / лічильників;

INT0, INT1 –входи переривань;

X1, X2 – входи синхронізації ;

WR – вхід подачі сигналу запису;

RD – вхід подачі сигналу зчитування;

PME – вихідний сигнал дозволу вибірки байта з ПЗП (підключається до входу ОЕ зовнішнього ПЗП або ОЗП при розширенні пам’яті );

ALE – вихідний сигнал, що підключається до регістру, який запам’ятовує молодшу частину 16-розрядної адреси (використовується при розширенні пам’яті програм або даних).

^ 11. Характеристика мікроконтролерів серії МСS 196/296.

Використовуються у вбудованих МПС управління в авіаційній та автомобільній промисловості, станко- і робототехніці, енергетиці, електромеханіці, пристроях побутової техніки.

Розрядність-16

Серія MCS 196/296 містить більше тридцяти типів контролерів з швидкодією від 1 до 16 млн. операцій типу »регістр-регістр» за 1секунду. Можна класифікувати по типу інтегрованих в кристал периферійних пристроїв.

Типи:

  • ОМК з інтегрованими пристроями високошвидкісного вводу/виводу;

  • ОМК з інтегрованими пристроями подій;

  • ОМК з інтегрованими засобами управління двигунами;

  • ОМК з інтегрованими засобами цифрової обробки.

Порівняльна таблиця



Тип

ВІС

Тактова частота

МГц

Адресний простір

Кбайт

Об’єм

ППП

Кбайт

Об’єм

ОП

Байт

Об’єм

Flesh-пам’яті

Байт

Кільк-ь

каналів

АЦП

Кільк-ь

ліній

вв/вив

Кільк-ь

послід.

портів


Особливості


1 типу

8xС196КВ

12,16

64

8

232

-

8

48

-




8xС196КD

16,2

64

32

1000

-

8

48

1

ШІМ-генератор

2 типу


8xС196КR


16


64


16


488


256


8


52


2


Порт для

міжпроцесорних комунікацій

8xС196NU

50

100

-

1000

--

--

56

1

32-р ак-.р

3 типу

8xС196ME

16

64

16

488

--

13

53

1

ШІМ-генератор

8xС196MH

16

64

32

744

--

8

52

2

--

4 типу

8xOC296SA

50

600

32

512

2 К

--

64

1

Збільш. в декілька разів Fт
  1   2   3   4



Скачать файл (1348.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru