Разработка структурной схемы проектируемого устройства

Основу структурной схемы микроконтроллера (рисунок 1) образует внутренняя двунаправленная 8-битная шина, которая связывает между собой все основные узлы и устройства: резидентную память, АЛУ, блок регистров специальных функций, устройство управления и порты ввода / вывода.

Арифметико-логическое устройство.

8-битное АЛУ может выполнять арифметические операции сложения, вычитания, умножения и деления; логические операции И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, а также операции циклического сдвига, сброса, инвертирования и т.п. В АЛУ имеются программно недоступные регистры Т1 и Т2, предназначенные для временного хранения операндов, схема десятичной коррекции и схема формирования признаков.

Простейшая операция сложения используется в АЛУ для инкрементирования содержимого регистров, продвижения регистра-указателя данных и автоматического вычисления следующего адреса РПП. Простейшая операция вычитания используется в АЛУ для декрементирования регистров и сравнения переменных.

Простейшие операции автоматически образуют «тандемы» для выполнения в АЛУ таких операций, как, например, инкрементирование 16-битных регистровых пар. В АЛУ реализуется механизм каскадного выполнения простейших операций для реализации сложных команд. Так, например, при выполнении одной из команд условной передачи управления по результату сложения в АЛУ трижды инкрементируется СК, дважды производится чтение из РПД, выполняется арифметическое сравнение двух переменных, формируется 16-битный адрес перехода и принимается решение о том, делать или не делать переход по программе. Все перечисленные операции выполняются в АЛУ всего лишь за 2 мкс.

Важной особенностью АЛУ является его способность оперировать не только байтами, но и битами. Отдельные программно-доступные биты могут быть установлены, сброшены, инвертированы, переданы, проверены и использованы в логических операциях. Эта способность АЛУ оперировать битами столь важна, что во многих описаниях микропроцессора говорится о наличии в нем «булевского процессора». Для управления объектами часто применяются алгоритмы, содержащие операции над входными и выходными булевскими переменными (истина / ложь), реализация которых средствами обычных микропроцессоров сопряжена с определенными трудностями.

Рисунок -1. Структурная схема КР1816ВЕ31

АЛУ может оперировать четырьмя типами информационных объектов: булевскими (1 бит), цифровыми (4 бита), байтными (8 бит) и адресными (16 бит). В АЛУ выполняется 51 различная операция пересылки или преобразования этих данных. Используется 11 режимов адресации (7 для данных и 4 для адресов), путем комбинирования «операция / режим адресации» базовое число команд 111 расширяется до 255 из 256 возможных при однобайтном коде операции

Резидентная память

. Память программ и память данных, размещенные на кристалле КР1816ВЕ31, физически и логически разделены, имеют различные механизмы адресации, работают под управлением различных сигналов и выполняют различные функции.

Память программ (ПЗУ или СППЗУ) имеет емкость 4Кбайта и предназначена для хранения команд, констант, управляющих слов инициализации, таблиц перекодировки входных и выходных переменных и т.п. РПП имеет 16-битную шину адреса, через которую обеспечивается доступ из счетчика команд или из регистра-указателя данных. Последний выполняет функции базового регистра при косвенных переходах по программе или используется в командах, оперирующих с таблицами.

Память данных (ОЗУ) предназначена для хранения переменных в процессе выполнения прикладной программы, адресуется одним байтом и имеет емкость 128 байт. Кроме того, к адресному пространству РПД примыкают адреса регистра специальных функций (РСФ), которые перечислены в таблице 3.

Память программ, также как и память данных, может быть расширена до 64Кбайт путем подключения внешних БИС.

Аккумулятор и ССП

. Аккумулятор является источником операнда и местом фиксации результата при выполнении арифметических, логических операций и ряда операций передачи данных. Кроме того, только с использованием аккумулятора могут быть выполнены операции сдвига, проверка на нуль, формирование флага паритета и т.п.

Таблица 3.1

Символ

Наименование

Адрес

* АСС

Аккумулятор

0Е0Н

* В

Регистр-расширитель аккумулятора

0F0Н

* PSW

Слово состояния программы

0D0H

SP

Регистр-указатель стека

81Н

DPTR

Регистр-указатель данных (DPH)

(DPL)

83H

82H

* P0

Порт 0

80Н

* Р1

Порт 1

90Н

* Р2

Порт 2

0А0Н

* Р3

Порт 3

0В0Н

* IP

Регистр приоритетов

0В8Н

* IE

Регистр маски прерываний

0А8Н

TMOD

Регистр режима таймера / счетчика

89Н

* TCON

Регистр управления / статуса таймера

88Н

TH0

Таймер 0 (старший байт)

8СН

TL0

Таймер 0 (младший байт)

8АН

TH1

Таймер 1 (старший байт)

8DН

TL1

Таймер 1 (младший байт)

8BН

Символ

Наименование

Адрес

* SCON

Регистр управления приемопередатчиком

98Н

SBUF

Буфер приемопередатчика

99Н

PCON

Регистр управления мощностью

87Н

Перейти на страницу: 1 2

Другие публикации

Усилитель мощности электрических сигналов
Несмотря на быстрое развитие усилительной техники, бестрансформаторные усилители мощности по-прежнему играют важную роль. Такие усилители могут быть легко выполнены ...

Прокладка оптического кабеля в городской телефонной сети малой емкости
оптический кабель городская телефонная сеть Волоконно-оптические кабели прочно вошли в мировую практику строительства лини связи, подтверждая тем самым ряд преимущест ...

Меню

Copyright @2021, TECHsectors.ru.