Микропроцессорная система автоматического учета количества пассажиров транспортного средства
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
сширенный (-40С - +85С):
для военного использования (-55С - +125С).
Примерами микроконтроллеров семейства MCS-51 с расширенными возможностями могут Расширения микроконтроллеров МС8-51/52 служить 8XC51FA, 8XC51GB, 80С152
Основой разрабатываемой МПС является микропроцессор, который и является модулем обработки входной информации и модулем формирования выходных данных. Для работы данного устройства на основе вышеизложенных требований наиболее оптимальным ядром МПС является микроконтроллер МК51 (КМ1816ВЕ51). Ниже приведена краткая характеристика данного устройства.
Микроконтроллер выполнен на основе высокоуровневой п-МОП технологий и выпускается в корпусе БИС, имеющем 40 внешних выводов. Цоколевка корпуса МК51 и наименования выводов показаны на Рис. 3.1. Для работы МК51 требуется, один источник электропитания +5 В. Через четыре программируемых порта ввода / вывода МК51 взаимодействует со средой в стандарте ТТЛ-схем с тремя состояниями выхода.
Корпус МК51 имеет два вывода для подключения кварцевого резонатора, четыре вывода для сигналов, управляющих режимом работы МК1 и восемь линий порта 3, которые могут быть запрограммированы пользователем на выполнение специализированных (альтернативных) функций обмена информацией со средой.
Рисунок 3.1 - Цоколевка корпуса MK51 и наименования выводов
GND - потенциал земли;
EA/VPP - отключение резидентной памяти программ / напряжение программирования (21В)
VCC - основное напряжение питания +5В;
ALE/PROG - строб адреса внешней памяти/для подачи уровня GND при программировании;
PSEN - разрешение внешней памяти программ;
RD - стробирующий сигнал при чтении из внешней памяти данных или устройства ввода / вывода;
WR - стробирующий сигнал при записи во внешнюю память данных или устройства ввода / вывода;
ТО - входной сигнал, опрашиваемый по командам условного перехода, так же используется при программировании;
Т1 - входной сигнал, опрашиваемый по командам условного перехода, используется в качестве входа внутреннего счетчика внешних событий;
INTO, INT1 - сигнал запроса прерывания;
RST/VPD - сигнал общего сброса / вход питания при пониженном энергопотреблении;
RXD и TXD - входы последовательного интерфейса;
XTAL1, XTAL2 - входы подключения кварцевого резонатора;
ПОРТ 1 - восьми битный квази двунаправленный порт ввода / вывода: каждый разряд порта может быть запрограммирован как на ввод, так и на вывод информации, независимо от состояния других разрядов;
ПОРТ 2 - восьми битный квази двунаправленный порт, аналогичный Р1; кроме того, выводы этого порта используются для выдачи адресной информации при обращении к внешней памяти программ или данных (если используется 16-битовая адресация последней). Выводы порта используются при программировании 8751 для ввода в микроконтроллер старших разрядов адреса:
ПОРТ 3 - восьми битный квази двунаправленный порт, аналогичный. Р1; кроме того, выводы этого порта могут выполнять ряд альтернативных функций, которые используются при работе таймеров, порта последовательного ввода-вывода, контроллера прерывании, и внешней памяти программ и данных;
ПОРТ 0 - восьми битный двунаправленный порт ввода-вывода информации: при работе с внешними ОЗУ и ПЗУ по линиям порта в режиме временного мультиплексирования выдается адрес внешней памяти, после чего осуществляется передача или прием данных.
Основу структурной схемы МК51 (Рис. 3.2) образует внутренняя двунаправленная 8-битная шина, которая связывает между собой воя основные узлы и устройства: резидентную память, АЛУ, блок регистров специальных функций, устройство управления и порты ввода / вывода.
Рисунок 3.2 - Структурная схема МК51
Основу структурной схемы микроконтроллера (Рис. 3.2) образует внутренняя двунаправленная 8 - разрядная шина, которая связывает между собой основные узлы и устройства микроконтроллера: резидентную память программ (RPM), резидентную память данных (RDM), арифметико-логическое устройство (ALU), блок регистров специальных функций, устройство управления (CU), параллельные порты ввода / вывода (Р0 - РЗ), а также программируемые таймеры и последовательный порт.
Рассмотрим основные элементы структуры и особенности организации вычислительного процесса в МК51.
Арифметико-логическое устройство
-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.
Резидентная память
Память программ и память данных, размещенные на кристалле МК511 физически и логически разделены, имеют различные механизмы адресации, работают под управлением различных сигналов и выполняют различные функции.
Память программ (ПЗУ или СППЗУ) имеет емкость 4 Кбайта и предназначена для хранения команд, констант, управляющих слов инициализации, таблиц перекодировки входных и выходных переменных и т. PI 111 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 хран
