Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата



При выборе элементной базы прибора контроля учитывались следующие обстоятельства:

- построить разрабатываемую технику на современном уровне (по функциям, стоимости, энергопотреблению и габаритам) исключительно на отечественных элементах не представляется возможным;

- так как мощность, потребляемая МК, в значительной мере определяет возможности разработки экономичной аппаратуры, применения кабелей питания небольшого сечения и должна быть выбрана микро мощная элементная база. Часть схемы контроллера может быть выполнена на элементной базе с небольшим быстродействием, однако для другой части схемы должны быть применены микро мощные элементы с высоким быстродействием. Одним из, таким элементом является микроконтроллер Intel 87C51FB.

Применяемый в разработке микроконтроллер Intel 87C51FB обладает следующими основными характеристиками, которые необходимо знать для выполнения поставленной в дипломном проекте задаче.

Intel87C51FB относится к семейству n-МОП технологии и выпускается в корпусе БИС, имеющем 40 внешних выводов. Цоколевка корпуса и наименования выводов показаны на рис 3.1. Для работы Intel87C51FB требуется один источник электропитания +5 В. Через четыре программируемых порта ввода/вывода Intel87C51FB взаимодействует со средой в стандарте ТТЛ-схем с тремя состояниями выхода. Корпус Intel87C51FB имеет два вывода для подключения кварцевого резонатора, четыре вывода для сигналов, управляющих режимом работы МК, и восемь линий порта 3, которые могут быть запрограммированы пользователем на выполнение специализированных (альтернативных) функций обмена информацией со средой.

Рис 3.1.

Разработки на базе контроллеров Intel87C51FB поддерживается ассемблером, программным симулятором, внутрисхемным эмулятором фирмы Phyton и программатором.

Серия Intel87C51FB подходит для широкого спектра приложений от схем высокоскоростного управления автомобильными и электрическими двигателями до экономичных удаленных приемопередатчиков, показывающих приборов и связных процессоров. Наличие ПЗУ позволяет подстраивать параметры в прикладных программах (коды передатчика, скорости двигателя, частоты приемника и т.д.).

Малые размеры корпусов, как для обычного, так и для поверхностного монтажа, делает эту серию микроконтроллеров пригодной для портативных приложений. Низкая цена, экономичность, быстродействие, простота использования и гибкость ввода/вывода делает Intel87C51FB привлекательным даже в тех областях, где ранее не применялись микроконтроллеры. Например, таймеры, замена жесткой логики в больших системах, сопроцессоры.

 

 

Приведем краткий обзор характеристик МК:

- 111 базовых команд;

- Большинство команд (94) имеют формат один или два байта и выполняются за один или два машинных цикла;

- рабочая частота 12 МГц

- -байтное АЛУ и схемы аппаратурной реализации команд умножения и деления;

- 14 - битовые команды;

- двунаправленная 8-битная шина;

- стираемое программируемое ПЗУ программ емкостью 64 Кбайт;

- ОЗУ данных емкостью 128 байта;

- два 16-битных таймера/счетчика;

- программируемые схемы ввода/вывода (32 линий);

- блок двухуровневого векторного прерывания от пяти источников;

- асинхронный канал дуплексного последовательного ввода/вывода информации со скоростью до 375 Кбит/с;

- генератор, схему синхронизации и управления;

- 8 х 4 регистров общего использования;

- 128 программно-управляемых флагов;

- прямая, косвенная и относительная адресация данных и команд;

- четыре источника прерывания:

Структурная схема микропроцессора

Рассмотрим структурную схему микроконтроллера Intel87C51FB рисунок 3.2.

Рис 3.2.

Основу структурной схемы 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. Рассмотрим основные элементы структуры и особенности организации вычислительного процесса.

Арифметическо-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 T1 и T2, 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 правления по результату сравнения 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 Intel87C51FB 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.

Таким образом, 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. Так как используется 11 режимов адресации (7 для данных и 4 для адресов), то путем комбинирования "операция/ режим адресации" базовое число команд 111 расширяется до 255 из 256 возможных при однобайтном коде операции.

Резидентная память

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: реферат на тему понятие, диплом 2011.

Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата