29

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Цифровые устройства и микропроцессоры Микроконтроллеры фирмы “Freescale”

Методические указания по проведению

лабораторных работ

МОСКВА 2012

Составители: Е.В. Улыбышев, Г.В. Куликов, А.А. Черепнёв, С.М. Соколов.

Редактор А.А. Парамонов.

Содержит методические указания по проведению лабораторных работ №1, №2, №3.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета).

Рецензенты: Третьяков Г.Н., Ю.П. Сафаненков

© Московский государственный

институт радиотехники,

электроники и автоматики

(технический университет), 2012

117454, Москва, просп. Вернадского, 78 предисловие

Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Цифровые устройства и микропроцессоры» (ЦУМП) для студентов дневного отделения факультета “Радиотехнических и телекоммуникационных систем” составлены в соответствии с учебными планами для квалификации “специалист” по направлениям подготовки «Радиотехника» и «Радиотехнические системы» и для квалификации “бакалавр” по направлениям подготовки «Радиотехника» и «Инфокоммуникационные технологии и системы связи». Данная дисциплина необходима дл подготовки современного инженера и бакалавра.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по второй части дисциплины ЦУМП для квалификации “специалист”, ЦУМП2 и “Цифровые устройства в телекоммуникациях” (ЦУТ) для квалификации “бакалавр”.

Методические указания по выполнению

лабораторной работы № 1

Изучение команд пересылки, арифметических и логических команд, команд побитовой манипуляции.

Цель работы - изучение системы команд, способов адресации и регистровой модели процессорного ядра (CPU) микроконтроллера (МК) HCS12 фирмы “Freescale” и получение навыков программирования процесса пересылки данных, выполнения арифметических и логических операций над двоичными переменными.

1.Общие сведения.

1.1. Основные характеристики микроконтроллера.

В отладочном модуле используется модификация МК MC9S12DP512, имеющего следующие параметры:

- ПЗУ FLASH ёмкостью 512 кбайт;

-ОЗУ ёмкостью12288 байт;

- EEPROM ёмкостью 4096 байт;

- контроллеры последовательных интерфейсов 5CAN, IIC, J1850, 2SCI, 3SPI;

- таймер на 8 каналов 16-ти разрядный;

- АЦП на 16 каналов 10-ти разрядный;

- модуль ШИМ на 8 каналов 8-ми разрядный;

- специальный модуль EBUS;

- частота шины CPU – 25МГц;

- напряжение питания 5.0В.

1.2 Способы адресации

Микроконтроллеры семейства HCS12 имеют следующие типы адресации: неявная, непосредственная, прямая, расширенная, индексная и относительная.

Рассмотрим каждый из видов адресации подробнее.

Неявная адресация используется в том случае, когда в качестве операндов используются либо регистры (например, COMA, CLI), либо фиксированная ячейка памяти (SWI). Другими словами можно сказать, что неявная адресация не требует отдельного битового поля для указания операнда. В большинстве случаев такие команды однобайтные. Например:

ROLA

В случае использования непосредственной адресации операнд (или один из операндов) включен непосредственно в код команды. Длина таких команд может составлять от двух до четырех байт. При записи команд, использующих непосредственную адресацию, перед операндом ставится символ “решетка” (‘#’). Например:

LDAA #$8A

Прямая адресация используется для доступа к данным, расположенным в первых 256 байтах памяти. При этом младший байт адреса операнда расположен непосредственно за кодом команды. Применение этой группы команд позволяет сократить объем программы, а также сократить время выполнения на выборке операнда из памяти. Например:

LDAB $8A.

Использование расширенной адресации позволяет осуществить доступ к любой ячейке памяти в пределах адресного пространства контроллера. При этом два байта, следующие непосредственно за кодом команды, представляют собой абсолютный адрес операнда. Например:

LDAA $D000.

Как правило, ассемблер автоматически выбирает наиболее оптимальный из двух описанных выше методов адресации.

Для доступа к массивам данных удобно использовать индексную адресацию. В микроконтроллерах семейства HCS12 используется так называемая индексная адресация с 8разрядным смещением. При этом, в индексные регистры X или Y заносятся 16 разрядные адреса, а следующий за кодом команды байт содержит 8-ми разрядное смещение. Абсолютный адрес при этом вычисляется простым суммированием содержимого индексного регистра с байтом смещения. Например:

LDX #$D0000,

LDAA $0A,X.

Команды работы со стеком так же принято относить к командам с индексной адресацией. Например:

PSHB

Эти команды используют индексную адресацию без смещения.

Относительная адресация используется в командах передачи управления. При этом абсолютный адрес перехода вычисляется путем сложения содержимого программного счетчика со смещением, представляющим собой 8-ми разрядное знаковое число. Таким образом, используя относительную адресацию, можно осуществить переход на адрес, лежащий в пределах от -128 до +127, относительно адреса следующего за командой перехода. Например:

BCC m1;

BRA *.

Заметим, что для наглядности здесь мы использовали символ “звездочка” (‘*’), который заменяется ассемблером на адрес текущей команды.