20. Режимы обмена к1810вм86мк

МП может работать в двух режимах: максимальном и минимальном. В максимальном режиме МП использует лишь три вывода ST0 – ST2 (трестабильные выходы сигналов состояния цикла канала, генерируемых в тактах Т4, Т1 и Т2) для управления периферией и ЗУ через контроллер, а на остальных пяти генерируются сигналы, необходимые для организации работы МП в мультипроцессорных системах.

Описание выводов МП, используемых для максимального режима:

ST0 – ST2 – см. выше.

RQ/E1 и RQ/EO – двунаправленные выводы сигналов запроса/разрешения доступа к магистрали.

LOCK – Трестабильный выход сигнала блокировки системного канала, указывающего другим устройствам на запрет использования системного канала, пока сигнал LOCK имеет L– уровень.

QS1, QS0 – выходы сигналов состояния очереди команд.

Описание выводов МП, используемых для минимального режима:

W – выход сигнала записи.

M/IO(инв.) – выход сигнала обращения к ЗУ и или УВВ.

OP/IP(инв.) – выход передачи или приема данных.

DE – выход сигнала разрешения передачи данных.

STB – выход строб адреса, используется для записи адреса во внешний буферный регистр адреса.

INTA – выход сигнала подтверждения прерывания.

HOLD – выход сигнала захвата.

HLDA - выход сигнала подтверждения захвата.

В МП1810ВМ86 минимальный цикл обмена информацией по магистралям микро-ЭВМ состоит из 4-х машинных тактов.

На первом машинном такте Т1 на ША/ШД всегда выделяется адресная информация А0-А19, сопровождаемая строб сигналом ALE. Сигнал ALE позволяет обнаружить начало машинного цикла и используется для записи адреса в регистр КР580ИР82.

На втором машинном такте Т2 ША/ШД переключается на передачу данных и определяется направление передачи.

На третьем машинном такте Т3 происходит передача данных.

На четвертом машинном такте Т4 ША/ШД переходят в Z-состояние.

При медленном периферийном устройстве длительность обмена можно удлинить с помощью сигнала READY. Между Т3 и Т4 включается такт ожидания Тw.

Между тактами Т4 и Т1 следующего машинного цикла можно вставлять дополнительные холостые такты Т5 для выполнения внутренних действий.

В МП К1810 можнло осущ обмен по байтам. Для этого память сделана 2x8бит(организована в виде 2-х микросхем байтовой организации)(в одной младший,в другой старший байты)

21.Структура микроконтроллера atmel avr

МК семейства AVR – устройства синхронного типа, т.е. операции, выполняемые МК, привязаны по времени к импульсам тактового сигнала. Тактовый генератор вырабатывает импульсы для синхронизации работы всех узлов микроконтроллера. Рабочая частота для ATmega16 от 0 до 16 МГц. Минимальная допустимая частота ничем не ограничена (вплоть до пошагового режима).

Процессор МК выполняет три основные операции,

1) формирует адрес очередной команды;

2) выбирает команду из памяти;

3) организует выполнение команды.

Основные узлы процессора:

- счетчик команд или программный счетчик (PC);

- арифметико-логическое устройство (ALU);

- блок регистров общего назначения РОН (GPR);

- регистр команд МК (IR);

- ОЗУ.

При работе МП под управлением программы реализуется алгоритмический принцип следования (не рассматриваются многопроцессорные системы). Программный счетчик является указателем на подлежащую выполнению команду и содержит адрес этой команды в памяти программ. Он работает в 3-х режимах:

1) сброс (при пуске и перезапуске МК очищается PC, и выполнение программы начинается с команды, расположенной в памяти по нулевому адресу);

2) инкремент адресов (значение PC увеличивается, указывая на команду программы, следующую за выполняемой);

3) установка PC в соответствии с кодом команды условного или безусловного перехода.

А рифметико-логическое устройство (Arithmetic Logic Unit) (АЛУ) служит исключительно для выполнения арифметических и логических операций (сложение, вычитание, логические И и ИЛИ, сравнение, сдвиг разрядов, установка регистра состояния в соответствии с результатом операции). АЛУ подключено к регистрам общего назначения РОН (General Purpose Registers – GPRБлок регистров общего назначения (РОН) содержит 32 8 разрядных регистра с шестнадцатеричными адресами $00 – $1F в пространстве памяти данных (рис. 3). К ним можно обращаться и по именам R0 – R31.

РОН находятся в начале адресного пространства оперативной памяти, но физически не являются ее частью. Поэтому к ним можно обращаться двумя способами: как к регистрам и как к памяти. Такое решение является особенностью AVR и повышает эффективность работы и производительность микроконтроллера. Отличие между регистрами и оперативной памятью состоит в том, что с регистрами можно производить любые операции (арифметические, логические, битовые), а в оперативную память можно лишь записывать данные из регистров. Результат операции (кроме операций сравнения) помещается в РОН, и дополнительно в регистре состояния МК SREG устанавливаются признаки результата (флаги нуля, переноса, переполнения и др.).

Шесть регистров с именами от R26 до R31 могут образовывать пары для хранения шестнадцатиразрядных слов. Этим спаренным регистрам присвоены имена X (младший байт XL – R26, старший байт XH – R27), Y (R28, R29), Z (R30, R31). Они могут использоваться для косвенной адресации в командах обращения к памяти данных. Регистр Z может также использоваться для чтения из памяти программ отдельных байтов, что позволяет хранить в ней таблицы данных.

Память. В соответствии с гарвардской архитектурой память AVR-микроконтроллера разделена на две области: память программ (рис. 4 ) и память данных (рис. 5). Кроме того, ATmega16 содержит память на EEPROM (ЭСППЗУ) для энергонезависимого хранения данных. Все три области памяти являются линейными и равномерными.

Внутрисистемно программируемая флэш-память программ ATmega16 содержит 16 кбайт для хранения программы. Поскольку все AVR-инструкции являются 16- или 32-разрядными, то флэш-память организована как 8К16, поэтому программный счетчик РС у ATmega16 является 13-разрядным. Для программной защиты флэш-память программ разделена на два сектора: сектор программы начальной загрузки и сектор прикладной программы. Таблицы констант могут располагаться в пределах всего пространства памяти программ.

Память данных содержит 1 кбайт памяти статического ОЗУ и 512 байт EEPROM. В общем адресном пространстве с ОЗУ находятся и занимают первые 96 адресов файл регистров РОН (32 регистра) и 64 регистра ввода/вывода микроконтроллера, поэтому первой ячейке ОЗУ (SRAM) соответствует адрес $60.

Регистры ввода-вывода микроконтроллера (специальные функциональные регистры) представляют собой элементы памяти, предназначенные для хранения служебной информации и данных. Все периферийные устройства (таймеры, АЦП, порты ввода/вывода, интерфейсы, управление прерываниями и др.) общаются с ЦПЭ через эти регистры. Адреса регистров являются фиксированными и распределены между устройствами.