Конспект лекций по курсам «Микропроцессоры в системах контроля»
| Вид материала | Конспект |
- Рабочей программы дисциплины Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления, 19.08kb.
- Конспект лекций 2010 г. Батычко Вл. Т. Муниципальное право. Конспект лекций. 2010, 2365.6kb.
- Конспект лекций 2008 г. Батычко В. Т. Административное право. Конспект лекций. 2008, 1389.57kb.
- Конспект лекций 2011 г. Батычко В. Т. Семейное право. Конспект лекций. 2011, 1718.16kb.
- Конспект лекций 2011 г. Батычко Вл. Т. Конституционное право зарубежных стран. Конспект, 2667.54kb.
- Конспект лекций 2010 г. Батычко В. Т. Уголовное право. Общая часть. Конспект лекций., 3144.81kb.
- Комплекс образовательной профессиональной программы (опп) по специальности 220201 «Управление, 458.19kb.
- Конспект лекций для студентов по специальностям 190302 «Вагоны», 783.17kb.
- Конспект лекций бурлачков в. К., д э. н., проф. Москва, 1213.67kb.
- Конспект лекций для студентов специальности 080504 Государственное и муниципальное, 962.37kb.
Бояринов А.Е., Дьяков И.А.
АРХИТЕКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ СЕМЕЙСТВА MCS-51
Конспект лекций по курсам
«Микропроцессоры в системах контроля», «Микропроцессорная техника»
«Микропроцессорные средства и системы»
для студентов всех форм обучения специальностей
072000 – Стандартизация и сертификация
210200 – Автоматизация технологических процессов
230104 – Системы автоматизированного проектирования
Тамбов 2005
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СТРУКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРА INTEL 8051 4
1.1. Организация памяти 6
1.2. Арифметико-логическое устройство 8
1.3. Резидентная память программ и данных 9
1.4. Аккумулятор и регистры общего назначения 10
1.5. Регистр слова состояния программы и его флаги 10
1.6. Регистры-указатели 12
1.7. Регистры специальных функций 12
1.8. Устройство управления и синхронизации 13
1.9. Параллельные порты ввода/вывода информации 13
1.10. Таймеры/счетчики 15
1.11. Последовательный порт 19
1.11.1. Регистр SBUF 20
1.11.2. Режимы работы последовательного порта 20
1.11.3. Регистр SCON 21
1.11.4. Скорость приёма/передачи 22
1.12. Система прерываний 24
2. СИСТЕМА КОМАНД МИКРОКОНТРОЛЛЕРА INTEL 8051 28
1.13. Общие сведения 28
1.13.1. Типы команд 29
Приняты следующие обозначения: 29
2.1.2. Типы операндов 30
2.1.3. Способы адресации данных 32
2.1.4. Флаги результата 33
2.1.5. Символическая адресация 34
1.14. Команды передачи данных 35
2.2.1. Структура информационных связей 35
2.2.2. Обращение к аккумулятору 35
2.2.3. Обращение к внешней памяти данных 36
2.2.4. Обращение к памяти программ 36
1.14.1. Обращение к стеку 37
1.15. Арифметические операции 37
1.16. Логические операции 41
Исключающее ИЛИ 44
1.17. Команды передачи управления 44
2.5.1. Длинный переход 45
2.5.2. Абсолютный переход 45
2.5.3. Относительный переход 45
2.5.4. Косвенный переход 46
2.5.5. Условные переходы 46
WAIT: CJNE A, P0, WAIT 46
2.5.6. Подпрограммы 49
1.18. Операции с битами 50
Контрольные вопросы 51
ЛИТЕРАТУРА 52
Приложение СИСТЕМА КОМАНД INTEL 8051 53
ВВЕДЕНИЕ
С 80-х годов 20 века в микропроцессорной технике выделился самостоятельный класс интегральных схем – однокристальные микроконтроллеры, которые предназначены для встраивания в приборы различного назначения. От класса однокристальных микропроцессоров их отличает наличие внутренней памяти, развитые средства взаимодействия с внешними устройствами.
Широкое распространение получили 8-разрядных однокристальные микроконтроллеры семейства MCS-51. Это семейство образовалось на основе микроконтроллера Intel 8051, получившего большую популярность у разработчиков микропроцессорных систем контроля благодаря удачно спроектированной архитектуры. Архитектура микроконтроллера это совокупность внутренних и внешних программно доступных аппаратных ресурсов и системы команд.
В последствии фирма Intel выпустила около 50 моделей на базе операционного ядра микроконтроллера Intel 8051. Одновременно многие другие фирмы, такие как Atmel, Philips начали производство своих микроконтроллеров разработанных в стандарте MCS-51. Существует также и отечественный аналог микроконтроллера Intel 8051 - микросхема К1816ВЕ51.
1.СТРУКТУРА МИКРОКОНТРОЛЛЕРА INTEL 8051
Микроконтроллер Intel 8051 выполнен на основе высокоуровневой n-МОП технологии. Его основные характеристики следующие:
- восьмиразрядный центральный процессор, оптимизированный для реализации функций управления;
- встроенный тактовый генератор (максимальная частота 12 МГц);
- адресное пространство памяти программ - 64 Кбайт;
- адресное пространство памяти данных - 64 Кбайт;
- внутренняя память программ - 4 Кбайт;
- внутренняя память данных - 128 байт;
- дополнительные возможности по выполнению операций булевой алгебры (побитовые операции);
- 32 двунаправленные и индивидуально адресуемые линии ввода/вывода;
- 2 шестнадцатиразрядных многофункциональных таймера/счетчика;
- полнодуплексный асинхронный приемопередатчик (последовательный порт);
- векторная система прерываний с двумя уровнями приоритета и пятью источниками событий.
Рисунок 1 - Структурная схема микроконтроллера Intel 8051
Основу структурной схемы (рис. 1) 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 (P0-P3), а также программируемые таймеры и последовательный порт.