- •Принцип проектирования микропроцессорного блока.
- •Программная модель микропроцессора Intel 8085.
- •Система команд микропроцессора
- •Особенности программирования на ассемблере.
- •Шина адреса.
- •Шина управления.
- •Особенности мп к1812вм85(intel 80185).
- •Организация микропроцессорного блока на базе микропроцессора к1810 вм86/88 (Intel 8086/88 ) Основные методы повышения производительности микропроцессоров:
- •Основные характеристики микропроцессоров:
- •Средства реализации пошагового режима.
- •Особенности организации вм88.
- •Процессорный блок на базе 8086 / 8088
- •Особенности проектирования блоков памяти в микропроцессорных устройствах.
- •Статическая память 537 ру n зу
- •Периферийные бис микропроцессорных комплектов. Обобщенная структура программируемой бис.
- •Программируемый параллельный адаптер кр580 вв55
- •Программируемый таймер кр580ви53 / ви54
- •Программируемый адаптер последовательного интерфейса кр580вв51.
- •Структурная организация программируемого адаптера последовательного интерфейса кр580вв51.
- •Программное обеспечение программируемого адаптера последовательного интерфейса кр580вв51.
- •Программируемый контроллер прерываний кр580вн59,вн59а; intel8259, 59а
- •Структура программы инициализации пкп
- •Особенности организации 1810вн59а (i8259а).
- •Микроконтроллер к1816 ве51/31(intel 8051)
- •Структура резидентной памяти данных (рпд).
- •Система команд.
- •Структура команд orl( дизъюнкция), xrl (сумма по модулю 2) аналогична предыдущей.
- •Параллельные порты.
- •Счетчик/Таймер
- •Последовательный порт
- •Подсистема прерываний
- •Особые режимы работы
Программируемый параллельный адаптер кр580 вв55
Рис 3.2. Структура программируемого параллельного адаптера ППА К580 ВВ55
БД– двунаправленный буфер с тремя состояниями;
УУ– устройство управления;
А0, А1– входы для адресации внутренних регистров адаптера (таб. 1.1);
WR – вход управления записью информации в ППА;
RD - вход управления чтением информации из ППА;
RES– вход сигнала “сброс”;
CS – сигнал выборки ППА;
PA7-PA0– двунаправленный порт А;
PB7-PB0- двунаправленный порт В;
PC7-PC0- двунаправленный порт С.
ППА может реализовывать программный ввод-вывод под управлением микропроцессора и ввод-вывод по прерыванию.
Режим работы ППА задается соответствующей программой инициализации. Это позволяет его использовать в качестве универсальной интерфейсной БИС, функции которой могут быть изменены программным способом в процессе работы ППА.
ППА используется для организации шинных мультиплексоров, демультиплексоров, обеспечивающих обмен информацией с шиной данных МПУ, ввода-вывода дискретной информации, формирования сигналов управления и их анализа.
Структурная схема ППА приведена на рис 3.2. Подключение периферийных устройств производится через три двунаправленных восьмиразрядных порта РА, РВ, РС, каждый из которых может быть настроен на требуемый режим и направление передачи. Обмен информацией между портами ППА и шиной данных МПУ осуществляется через буфер данных аналогично рассмотренному выше. Шина субадреса образована разрядами А0, А1. Адреса программно доступных регистров приведены в табл.1.1.
Таблица 1.1. Функции А0, А1
А0 |
А1 |
Назначение |
0 |
0 |
Обращение к РА |
0 |
1 |
Обращение к PB |
1 |
0 |
Обращение к PC |
1 |
1 |
Обращение к PУС |
Программная модель ППА отражена на рис. 3.3. Установка ППА в начальное состояние производится сигналом системного сброса RES, который обнуляет регистр управления, а внешние шины портов переводит в третье состояние.
Рис. 3.3. Программная модель ППА.
РгУ - регистр управляющего слова;
РгС - регистр слова состояния при работе в 1 и 2 режимах.
РгУ доступен только для записи. В качестве РгС в режимах 1 и 2 используется РС.
Режим работы портов определяет управляющее слово, формат которого приведен на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Формат управляющего слова ППА.
Инициализация ППА осуществляется следующей процедурой:
MVI A,УС
OUT РУС,
где УС- значение управляющего слова, РУС- адрес регистра УС.
Порты ППА могут работать в одном из трех режимов.
Режим 0 используется для организации однонаправленного синхронного или асинхронного обмена. В этом режиме направление передачи определяется отдельно для каждого порта. Особенностью порта РС является возможность его разделения на два независимых четырехразрядных порта РС0-РС3 и РС4-РС7. Режим 0 обеспечивает максимальное количество линий ввода-вывода (24), которые могут быть организованы как два восьмиразрядных порта и два четырехразрядных. При вводе информации командой IN текущее состояние входных линий передается в аккумулятор микропроцессора без запоминания во внутренних регистрах ППА, а при выводе - данные фиксируются во внутренних регистрах до прихода очередной команды OUT port. Поэтому существует ограничение на длительность входных сигналов, которая должна превышать время выполнения команды IN port. Например, команды INT и OUT МП 8085 выполняются за 10 тактов. При частоте МП 4 МГц время выполнения команды 2,5 мкс.
На основе режима 0 можно реализовать программным способом асинхронный ввод-вывод.
Режим 0 обычно используют для выполнения быстрых синхронных передач, организации шинных мультиплексоров/ демультиплексоров, формирования управляющих сигналов, приема дискретных сигналов, организации взаимодействия с цифро-аналоговыми (ЦАП) и аналого-цифровыми преобразователями (АЦП).
Организацию асинхронного обмена рассмотрим на примере решения следующей задачи: выполнить передачу информации из устройства УВВ1 в УВВ2. Начало обмена задается микропроцессорным устройством, формирующим положительный импульс STB. Сигналы готовности READY формируют УВВ в виде положительного импульса. Адрес порта - 54Н. РА настраивается на ввод информации, РВ - на вывод, РС0-РС3 - на ввод, РС4-РС7 - на вывод. Схема соединения ППА и УВВ приведена на рис. 3.5. Для этой конфигурации режимное слово - 91Н.
РС6
PC6 STB1 УВВ1
PC2 READY
PA 8 D
PC4 STB2
PC0 READY УВВ2
8
D
Рис. 3.5.Схема соединения ППА, работающего в режиме «0», с устройствами ввода/вывода УВВ при асинхронном обмене.
D - шина данных, STB- сигнал запроса готовности УВВ;
READY - сигнал подтверждения готовности УВВ;
УВВ1, УВВ2 - устройство ввода информации.
Рис. 3.6. Временная диаграмма.
Программа имеет следующий вид:
MVI A,91H ;инициализация
OUT 57H
SUB A ;сброс STB
OUT 56H
MVI A,50H ; установка STB
OUT 56H
M1: IN 56H ;проверка готовности УВВ1
ANI 04H
JZ M1
IN 54H ;ввод данных
MOV B,A ;сохранение данных
MVI A,10 ;сброс STB1
OUT 56H
M2: IN 56H ;проверка готовности УВВ2
ANI 01H
JZ M2
MOV A,B ;вывод данных
OUT 55H
SUB A ;сброс STB2
OUT 56H
Режим 1 предназначен для организации однонаправленного асинхронного программного обмена или ввода-вывода по прерыванию. Передача данных осуществляется через порты РА и РВ, а шесть линий РС используются для приема и формирования сигналов, сопровождающих обмен. Оставшиеся две линии РС могут использоваться как на ввод, так и на вывод. Каждый из разрядов порта С имеет строго определенное функциональное назначение.
Рис. 3.7. Формат слова состояния режима 1 ППА.
в/в - линии порта С, которые могут быть настроены как на ввод, так и на вывод информации (индекс «а» относится к сигналам управления порта А, а индекс «в» к сигналам управления портом В).
Чтение слова состояния режима 1 осуществляется командой IN PC. Запись информации в порт может быть выполнена командой OUT PC или дополнительной командой управления, позволяющей устанавливать требуемое значение заданного бита РС.
Рис. 3.10. Формат дополнительного управляющего слова для режимов 1 и 2 ППА.
Например, для того чтобы установить значение РС4 в состояние 1, необходимо выполнить следующую последовательность команд:
MVI A,01001 (09h)
OUT 57.
Временные диаграммы ввода-вывода представлены на рис. 3.8, 3.9.
Рис. 3.8. Временная диаграмма ППА при вводе информации в режиме «1»
- Строб ввода, импульсный входной сигнал от устройства ввода; загружает входные данные в регистр-защелку портов РА, РВ;
IBF - выходной сигнал, подтверждающий запись данных в порт, устанавливается срезом и сбрасывается фронтом;
INTR- выходной сигнал запроса прерывания, устанавливается при STB=1, IBF=1, INTE=1; сбрасывается срезом ;
INTE - маска разрешения прерывания(если INTE=0, то сигнал INTR=0);
- сигнал чтения информации, формируемый процессорным блоком при выполнении команды IN.
При вводе информации инициатором обмена является периферийное устройство, которое формирует отрицательный импульс -STB. В отличие от режима 0 данные запоминаются во внутреннем буфере РС и формируется выходной сигнал IBF, подтверждающий прием информации. По фронту -STB устанавливается сигнал INTR , который подается в подсистему обработки прерываний. При чтении командой IN port сигнал - RD сбрасывает INTR и IBF. В зависимости от используемого порта - STB подается на РС4 или РС2.
Рис. 3.9. Временная диаграмма ППА при выводе информации в режиме «1»
- сигнал записи информации, формируемый процессорным блоком при выполнении команды OUT;
- выходной сигнал, информирующий о загрузке данных из микропроцессора в буфер порта, формируется по фронту , оканчивается после появления среза ;
- входной сигнал от периферийного устройства, подтверждающий запись данных из порта; INTR - выходной сигнал запроса прерывания, устанавливается, если АСК=1, =1,INTE=1, сбрасывается фронтом .
При выводе информации инициатором обмена является микропроцессорное устройство, которое по команде OUT формирует сигнал -WR. Срез этого сигнала сбрасывает запрос прерывания INTR, а фронт - сигнал -OBF, указывающий периферийному устройству, что данные находятся в выходном буфере порта. Периферийное устройство, приняв сигнал -OBF, посылает в порт РС сигнал -ACK, подтверждающий запись данных. Срез АСК устанавливает -OBF, а фронт - INTR, после чего цикл вывода повторяется снова. Для реализации ввода-вывода по прерыванию необходимо предварительно установить бит разрешения прерывания INTE соответствующего порта.
Сигналы STB и OBF подаются на соответствующие входы INTE и программно не доступны.
Результат воздействия этих сигналов можно проверить только косвенно, анализируя изменения сигналов IBF и OBF
Достоинством режима 1 является аппаратное формирование сигналов управления. В отличие от режима 0 входные данные могут записываться во внутренний регистр порта за время 0,2-0,3 мкс, а считывание информации осуществляется по мере необходимости командой IN port.
Приведем пример
программирования ППА, работающего в
режиме 1, для задачи описанной выше.
Отличие в том, что начало обмена задается
не микропроцессорным устройством, а
УВВ1.
MVI
A,0B4Н ;Инициализация ППА
OUT 57H
M1: IN 56H
;Анализ IBF порта РА
ANI 20H
JZ M1
IN 54H
;Передача информации в РВ
OUT 55H
M2: IN 56H
; Анализ -OBF порта РВ
ANI 02H
JNZ M2
Режим 2 обеспечивает двунаправленную передачу данных только через порт РА. Процедура обмена аналогична режиму 1. При асинхронном вводе-выводе сигнал -STB подается на вход РС4, а сигнал - АСК - на вход РС6. Ввод-вывод по прерыванию предполагает раздельное управление вводом (INTE2) и выводом (INTE1) информации. Слово состояния режима предcтавлено на рис.11.
Оставшиеся 11 линий портов РА и РС могут настраиваться на режим 1 или 0. В зависимости от выбранного режима изменяется содержимое РС0-РС2.
Возможны определенные сочетания режимов для портов А и В.
Условное графическое изображение К580ВВ55 представлено на рис.12.
добавить примеры применения ППА