ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.06.2025
Просмотров: 772
Скачиваний: 0
В микропроцессорах, архитектура которых опирается на аккумулятор, большинство команд работают с ним, используя неявную адресацию. В Intel8051 дело обстоит иначе. Хотя процессор имеет в своей основе аккумулятор, он может выполнять множество команд и без его участия. Например, данные могут быть переданы из любой ячейки RDM в любой регистр, любой регистр может быть загружен непосредственным операндом и т.д. Многие логические операции могут быть выполнены без участия аккумулятора. Кроме того, переменные могут быть инкрементированы, декрементированы и проверены без использования аккумулятора. Флаги и управляющие биты могут быть проверены и изменены аналогично.
Работа с внешней памятью микроконтроллера 8051.
Обращения к внешней памяти подразделяются на обращения к внешней памяти программ и обращения к внешней памяти данных. В первом случае для формирования сигнала, активирующего ПЗУ с программой, используется сигнал PSEN, во втором — сигналы RD и WR, активизирующие ОЗУ с данными.
Если используется 16-битовый адрес, старшие восемь бит выводятся через порт Р2 , где они сохраняются в течение всего цикла обращения к внешней памяти. Отметим, что выходные каскады порта Р2 имеют внутреннюю нагрузку, несколько отличающуюся от Р1 и РЗ , благодаря чему в SFR Р2 при выводе адресной информации вовсе не обязательно защелкивать все единицы. Добавим также, что при выводе адресной информации информация из SFR Р2, хотя и не присутствует на выводах микроЭВМ, но и не теряется, восстанавливаясь на них после окончания обращений к внешней памяти (если в процессе этих обращений SFR Р2 не был модифицирован).
Если при обращении к внешней памяти данных используется восьми битный адрес, то на выводах порта остается та же информация, которая там была до начала обращения к внешней памяти. Это позволяет организовать постраничную адресацию внешней памяти данных.
Как уже отмечалось, на выводах порта P0 младший байт адреса мультиплексируется с данными. Сигналы адреса/ данных задействуют оба полевых транзистора выходного каскада порта P0. Таким образом, в этом случае выводы P0 уже не являются выводами с открытым стоком и не требуют внешних нагрузочных элементов.
Сигнал ALE используется для фиксации младшего байта адреса во внешнем регистре-защелке. Адресная информация достоверна в момент окончания сигнала ALE.
Выводимый в цикле записи байт заносится в P0 непосредственно перед активацией сигнала WR и остается неизменным до окончания этого сигнала. В цикле чтения данные на выводах P0 для достоверного считывания должны быть установившимися к моменту окончания сигнала RD.
Во время обращения к внешней памяти CPU записывает 0FFH в SFR P0, уничтожая, таким образом, хранимую там информацию. Таким образом, использовать для записи порт P0 при работе с внешней памятью надо с известной долей осторожности.
Обращение к внешней памяти программ возможно в двух случаях:
когда сигнал ЕА активен, т.е. имеет нулевой уровень,
когда программный счетчик РС содержит число больше 0FFH.
Следовательно, при использовании микро-ЭВМ, не имеющей встроенного ПЗУ или не использующей его, на входе ЕА должен присутствовать сигнал с нулевым уровнем.
Когда CPU работает с внешней памятью программ, все линии порта Р2 используются для вывода старшего байта адреса и не могут быть использованы для обычного ввода\вывода информации. При этом, как отмечалось выше, в SFR Р2 может быть занесена любая информация — адресная информация, выводимая через Р2, не зависит от состояния его SFR.
Таймеры / счетчики микроконтроллеров семейства 8051. Регистр режима работы таймера/счетчика tmod. Регистр управления/статуса таймера tcon. Режимы работы таймеров-счетчиков.
Таймеры / счетчики микроконтроллеров семейства 8051.
В базовых моделях семейства имеются два программируемых 16-битных таймера/счетчика (T/C0 и T/C1), которые могут быть использованы как в качестве таймеров, так и в качестве счетчиков внешних событий. В первом случае содержимое соответствующего таймера/счетчика (далее для краткости Т/С) инкрементируется в каждом машинном цикле, т.е. через каждые 12 периодов колебаний кварцевого резонатора, во втором оно инкрементируется под воздействием перехода из 1 в 0 внешнего входного сигнала, подаваемого на соответствующий (T0,T1) вывод микро-ЭВМ 8051. Так как на распознавание периода требуются два машинных цикла, максимальная частота подсчета входных сигналов равна 1/24 частоты резонатора. На длительность периода входных сигналов ограничений сверху нет. Для гарантированного прочтения входной сигнал должен удерживать значение 1, как минимум, в течение одного машинного цикла микро-ЭВМ.
Для управления режимами работы Т/С и для организации их взаимодействия с системой прерываний используются два регистра специальных функций (TMOD и TCON), описание которых приведено ниже.
Регистр режима работы таймера/счетчика TMOD
|
Символ |
Позиция |
Имя и назначение |
|||||||||||||||
|
GATE |
TMOD.7 для Т/С1 и TMOD.3 для Т/СО |
Управление блокировкой.Если бит установлен, то таймер/счетчик "x" разрешен до тех пор, пока на входе "lNTx" высокий уровень и бит управления "TRx" установлен. Если бит сброшен, то Т/С разрешается, как только бит управления "TRx" устанавливается |
|||||||||||||||
|
С/Т |
TMOD.6 для T/C1 и TMOD.2 для Т/СО |
Бит выбора режима таймера или счетчика событий.Если бит сброшен, то работает таймер от внутреннего источника сигналов синхронизации. Если; установлен, то работает счетчик от внешних сигналов на входе "Tx" |
|||||||||||||||
|
M1 |
TMOD.5 для T/C1 и TMOD.1 для Т/СО |
Режим работы
|
|||||||||||||||
|
M0 |
TMOD.4 для Т/С1 и TMOD.0 для Т/СО |
Регистр управления/статуса таймера TCON.
|
Символ |
Позиция |
Имя и назначение |
|
TF1 |
TCON.7 |
Флаг переполнения таймера 1.Устанавливается аппаратно при переполнении таймера/счетчика. Сбрасывается при обслуживании прерывания аппаратно |
|
TR1 |
TCON.6 |
Бит управления таймера 1.Устанавливается, / сбрасывается программой для пуска/останова |
|
TF0 |
TCON.5 |
Флаг переполнения таймера 0.Устанавливается аппаратурно. Сбрасывается при обслуживании прерывания |
|
TR0 |
TCON.4 |
Бит управления таймера 0.Устанавливается / сбрасывается программой для пуска/останова таймера/счетчика |
|
IE1 |
TCON.3 |
Флаг фронта прерывания 1.Устанавливается аппаратно, когда детектируется срез внешнего сигнала INT1. Сбрасывается при обслуживании прерывания |
|
IT1 |
TCON.2 |
Бит управления типом прерывания 1.Устанавливается / сбрасывается программно для спецификации запроса INT1 (срез/низкий уровень) |
|
IE0 |
TCON.1 |
Флаг фронта прерывания 0.Устанавливается по срезу сигнала INT0. Сбрасывается при обслуживании прерывания |
|
IT1 |
TCON .0 |
Бит управления типом прерывания 0.Устанавливается / сбрасывается программно для спецификации запроса INT0 (срез/низкий уровень) |
Режимы работы таймеров-счетчиков.
Как следует из описания управляющих бит TMOD, для обоих Т/С режимы работы 0, 1 и 2 одинаковы. Режимы 3 для Т/СО и Т/С1 различны. Рассмотрим кратко работу Т/С в каждом из режимов.
Режим 0.Перевод любого Т/С в режим 0 делает его похожим на таймер КМ1816ВЕ48 (восьмибитный счетчик), к входу которого подключен пяти-битный предделитель частоты на 32. В этом режиме таймерный регистр имеет разрядность 13 бит. При переходе из состояния "все единицы" в состояние "все нули" устанавливается флаг прерывания от таймера TF 1. Входной синхросигнал таймера 1 разрешен (поступает на вход Т/С1), когда управляющий бит TR1 установлен в 1 либо управляющий бит GATE (блокировка) равен 0, либо на внешний вывод запроса прерывания INT1 поступает уровень 1. Отметим попутно, что установка бита GATE в 1 позволяет использовать таймер для измерения длительности импульсного сигнала подаваемого на вход запроса прерывания.
Режим 1.Работа любого Т/С в этом режиме такая же, как и в режиме 0, за исключением того, что таймерный регистр имеет разрядность 16 бит.
Режим 2.В этом режиме работа организована таким образом, что переполнение (переход из состояния "все единицы" в состояние, "все нули") восьмибитного счетчика TL1 приводит не только к установке флага TF1, но и автоматически перезагружает в TL1 содержимое старшего байта (TH 1) таймерного регистра, которое предварительно было задано программным путем. Перегрузка оставляет содержимое TH1 неизменным. В режиме 2 Т/С0 и Т/С1 также работают совершенно одинаково.
Режим 3.В режиме 3 Т/С0 и Т/С1 работают по-разному. Т/С1 сохраняет неизменным свое текущее содержимое. Иными словами, эффект такое же как и при сбросе управляющего бита TR1 в 0. В режиме 3 TL0 и TH0 функционируют как два независимых восьмибитных счетчика. Работу TL0 определяют управляющие биты Т/С0 (С/Т, GATE TR0), входной сигнал INT0 и флаг переполнения TF0. Работу TH0, который может выполнять только функции таймера (подсчёт машинных циклов микро-ЭВМ), определяет управляющий бит TR1. При этом TH0 использует флаг переполнения TF1. Режим 3 используется в тех случаях, когда требуется наличие дополнительного восьми битного таймера или счетчика событий. Можно считать, что в этом режиме микро-ЭВМ 8051 имеет в своем составе три таймера/счетчика. В случае же, если Т/С0 используется в режиме 3, Т/С1 может быть или выключен, или переведен в режим 0, 1 или 2, или может быть использован последовательным портом в качестве генератора частоты передачи.
В модернизированных моделях микроконтроллеров семейства MCS-51 может иметься третий таймер счетчик T/C2 и (или) блок программных счетчиков PCA, которые тоже могут быть использованы для отсчета временных интервалов.
Организация прерывания по таймеру.
Частота прерываний определяется числом (в дополнительном коде), записанным в таймерные
регистры TL0/TH0 илиTL1/TH1. Например, для задания частоты прерывания, равной 20 мс, при частоте кварцевого резонатора 22,1184МГц, в регистры надо занести “- 36863” (NOT(36863 - 1); период инкрементирования таймера равен 1/22,1184МГц = 0,5425мкс, 0,5425мкс*36863 ≈ 20мс).
При переполнении таймера (переход из состояния “все единицы” в состояние “все нули”) взводится флаг переполнения таймера и происходит вызов прерывания (адрес 0Вhдля Т/С0 и 1Bhдля Т/С1), при условии разрешения прерываний (EA) и разрешения прерывания от конкретного таймера (ET0 илиET1). При работе в режимах без автоперезагрузки, перезагрузку таймера надо проводить программно при обработке прерывания.