- •Введение
- •Тема 1. Базовая структура микроконтроллерной (мк) системы управления
- •Тема 2. Модель мк
- •Режимы обмена информацией
- •Тема 3. Структура базового мк
- •Тема 4. Организация и функционирование базового цпу
- •Устройство управления и синхронизации
- •Тема 5. Языки программирования контроллера
- •Основные группы команд контроллера
- •Тема 6. Реализация логических функций микроконтроллера
- •Этапы реализации логических функций
- •Реализация логических функций ( вариант 2)
- •Тема 7. Управление параметром в заданных пределах
- •Алгоритм управления температурой
- •Тема 8. Формирование временных интервалов таймером
- •Тема 9. Обработка прерываний в контроллере
- •Настройка контроллеров прерывания
- •Тема 10. Последовательный интерфейс в мк
- •Упрощенная структура модуля типа uart
- •Тема 11. Организация параллельного интерфейса
- •Основные характеристики адаптера
- •Структурная схема параллельного периферийного адаптера
- •Программирование адаптера
- •Тема 12 Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- •Тема 12 .Этапы разработки программного обеспечения в симуляторе adsim812
- •4. Описание симулятора adSim812
Устройство управления и синхронизации
Функции устройства управления:
-
формирует необходимый набор внутренних и внешних управляющих сигналов, распределенных во времени и пространстве CPU;
-
Декодирование команд и формирование шинных циклов.
RD – Read – выполняет управление чтением CPU байта команд или данных по шине данных;
WR – Write – запись байта данных в один из внешних модулей подключенных к CPU.
RES – Reset – сброс регистров CPU. PC = 0; прерывания запрещаются; SP = 07H. (Регистры и флажки не сбрасываются аккумулятор тоже)
INT – Interrupt – сигнал запроса прерывания
ADR0 → INT0
ADR1 → INT1
и так далее…
n – запросы прерывания .
КП – анализирует поступившие запросы и выбирает наиболее приоритетный.
Вырабатывает обобщенный сигнал INT в CPU, информируя о том, что есть прерывание. CPU завершает текущую команду, если прерывание разрешено, то CPU переходит в цикл обработки запроса прерывания. Он вырабатывает сигнал INTA. Под действием сигнала INTA КП вырабатывает команду CALL ADRi, где i соответствует запросу, принятому на обработку. Команда загружается в регистр команд CPU. Этот адрес поступает в память программ.
Область перехода к подпрограммам лучше
здесь программу не размещать!
READY – используется для синхронизации взаимодействия CPU с более медленнодействующими устройствами (входной для CPU)
Если устройство работает так же как и CPU или быстрее, то READY всегда = 1.
CLK – сигнал тактирования – поступает на вход CPU с внутреннего генератора тактовых импульсов.
Тема 5. Языки программирования контроллера
Для разработки программ для контроллеров систем управления Международная электротехническая комиссия утвердила стандарт IEC-1131, который включает 5 языков:
-
Язык инструкций (Instruction List, IL) – входной язык , аналогичный ассемблеру. Написанная на нем программа представляет собой список последовательно выполняемых команд, которые адаптированы к задачам управления.
-
Релейно-контактная схема РКС (Ladder Diagrams, LD) – графический язык программирования, который обеспечивает построение на экране монитора составляется схема, аналогичная принципиальной электрической релейной схеме и с помощью специальных программ в программаторе или контроллере создается программа управления системой. Такой подход к программированию отличается наглядностью при решении задач логического управления.
-
Схема функциональных блоков (Function Block Diagram, FBD) - графический язык программирования , при котором на экране программатора составляется схема, аналогичная принципиальной электрической схеме на логических элементах. Эти схемы позволяют изображать последовательность обработки сигналов как логических, так и цифровых в достаточно наглядном виде.
-
Последовательно-функциональная схема или Графсет (Sequential Function Chart, SFC) – графический язык программирования , аналогичный блок –схеме алгоритма. Этот язык удобен для программирования процессов с последовательными операциями и наличием сложных ветвлений в алгоритмах управляющих программ. Стиль программирования на данном языке предполагает разработку программы «сверху вниз». Для программирования элементов самого низкого уровня необходимо использование одного из указанных ранее языков.
-
Язык структурированного текста (Structured Text, TS) – язык , аналогичный языку Pascal.
Программные приложения для контроллеров систем управления в ряде случаев могут дополняться или полностью создаваться на основе языков программирования общего назначения, например Си.
Мы будем использовать язык инструкций (ассемблер), который позволяет наглядно видеть процессы в контроллере при использовании симулятора.
Форматы данных: байты беззнаковые или знаковые; отрицательные числа – доп код.
Режимы адресации данных. Обеспечивают эффективный способ адресации данных при выполнении команд в контроллере.
-
Прямая;
-
Регистровая;
-
Косвенная регистровая (исп. R0,R1, символ @)) ;
-
Непосредственная.(#) .
Типы форматов команд:
1 тип – однобайтные команды (более 50% команд),
2 тип – двухбайтные команды D/ADRL;
тип 3– трехбайтные команды