Основы микропроцессорной техники
1) Принцип работы микропроцессорной системы и ее основные функциональные узлы.
Микропроцессор - выполненное в виде БИС цифровое устройство, предназначенное для обработки информации в соответствии с хранимой в памяти программой. Но полезно помнить, что каждая команда выполняется за определённое число тактов. Микропроцессорные системы можно разделить на микроЭВМ и микроконтроллеры. Микроконтроллеры - специализированные устройства с программой, зашитой в ПЗУ, выполняющие задачи управления в реальном масштабе времени. Любой микроконтроллер содержит процессорное ядро, память и периферийные устройства. Память можно разделить на память данных и память программ. Память данных - оперативная память(ОЗУ), в которую записываются требуемые входные данные и промежуточные результаты вычислений. Память программ (ПЗУ) содержит код исполняемой программы. Генератор тактовых импульсов синхронизирует работу всей системы. Интерфейс используется для соединения с периферийными и представляет собой набор шин, специальных сигналов и алгоритмов обмена информацией. К периферийным устройствам относят порты ввода/вывода, АЦП, таймеры/счетчики. Основу процессорного ядра составляет арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции над данными, представленными в двоичном коде. В состав операционной части входит память данных, регистр команд, программный счетчик.
Во время выполнения команды счетчик команд формирует адрес следующей команды. Команды выбираются из ПЗУ последовательно. При выполнении команд условных и безусловных переходов содержимое СчётКоманд меняется скачком.
2) Что происходит в микропроцессорной системе при обращении к подпрограмме? Стек, указатель стека.
Участок программы, к которому можно обращаться из различных мест программы для выполнения некоторых действий называется подпрограммой.
При обращении к подпрограмме и возврата из неё в системе команд микропроцессоров используют специальные команды. В МК51 это команда CALL для вызова подпрограммы и команда RET для возврата из подпрограммы. Команда CALL не только осуществляют передачу управления на указанный адрес, но и записывает в стек адрес команды, следующей за командой вызова подпрограммы. Команда возврата из подпрограммы RET передаёт управление команде, адрес которой был сохранен в стеке командой вызова подпрограммы.
Очень часто требуется из одной подпрограммы обращаться к другой подпрограмме. Такое обращение к подпрограмме называется вложенным. Количество вложенных подпрограмм называется уровнем вложенности подпрограмм. Максимально допустимый уровень вложенности подпрограмм определяется количеством ячеек памяти, предназначенных для хранения адресов возврата из подпрограмм.
Стек специально организованная область ОЗУ, предназначенная для временного хранения данных или адресов. Число, записанное в стек последним, извлекается из него первым.
Указатель стека SP хранит адрес последней ячейки стека, в которой записана информация. При вызове подпрограммы в стеке автоматически сохраняется адрес возврата в основную программу. После сброса МК51 указатель стека устанавливается равным 7.