Контрольная работа: Счетчик команд. Регистр DPTR. Память. Порты

Ниже приводятся команды, работающие в режиме "Чтение—Модификация-Запись". Во всех случаях, когда операндом и регистром назначения результата является порт или бит порта, команды считывают информацию с выходов защелок, а не с внешних контактов выводов порта. ANL (логическое И, например, ANL Р1, А) ORL (логическое ИЛИ, например, ORL Р2,А) XRL (логическое ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, например, XRL РЗ,А) JBC (переход, если бит = 1 и очистка бита, например, JBC Р1 . I,LABEL) CPL (инверсия бита, например, CPL РЗ. 0) INC (инкремент, например, INC Р2) DEC (декремент, например, DEC Р2)

DJNZ декремент и переход, если не ноль, например, DJNZ РЗ,LABEL) MOV РХ. Y, С (пересылка бита переноса в бит Y порта X) CLR РХ. Y (очистка бита Y порта X) SETB РХ. Y (установка бита Y порта X)

Не очевидно, что последние три команды в приведенном списке работают в режиме "Чтение—Модификация—запись", однако, это так. Указанные команды] считывают с порта весь байт целиком, модифицируют адресуемый бит, после чеу записывают полученный новый байт обратно в фиксатор-защелку порта.

Чтение информации с выходов защелок, а не с внешних контактов выводов порта позволяет исключить возможную в ряде случаев неправильную интерпретацию уровня напряжения на выводе порта. К примеру, вывод порта может использоваться для управления базой п-р-п транзистора. В этом случае, когда в защелку вывода порта записывается "1", транзистор открывается. Если после этого ОМЭВМ прочитает состояние внешнего контакта рассматриваемого вывода порта, то получит значение логического "0", т. к. на контакте в это время присутствует напряжение базы открытого транзистора. Чтение же выхода защелки покажет истинное значение сигнала на выводе порта, т. е."1" из памяти данных.

Память данных предназначена для приема, хранения и выдачи информации, используемой в процессе выполнения программы. Память данных, расположенная на кристалле ОМЭВМ, состоит из регистра адреса ОЗУ, дешифратора, ОЗУ и указателя стека.

Регистр адреса ОЗУ предназначен для приема и хранения адреса выбираемой с помощью дешифратора ячейки памяти, которая может содержать как бит, так и байт информации.

ОЗУ представляет собой 128 восьмиразрядных регистров, предназначенных для приема, хранения и выдачи различной информации.

Указатель стека представляет собой восьмиразрядный регистр, предназначенный для приема и хранения адреса ячейки стека, к которой было последнее обращение. При выполнении команд LCALL, ACALL содержимое указателя стека увеличивается на 2. При выполнении команд RET, RETI содержимое указателя стека уменьшается на 2. При выполнении команды PUSH direct содержимое указателя стека увеличивается на 1. При выполнении команды POP direct содержимое указателя стека уменьшается на 1. После сброса в указателе стека устанавливается адрес 07Н, что соответствует началу стека с адресом 08Н.

В ОМЭВМ предусмотрена возможность расширения памяти данных путем подключения внешних устройств емкостью до 64 Кбайт. При этом обращение к внешней памяти данных возможно только с помощью команд MOVX.

Команды MOVX @Ri,A и MOVX A,@Ri формируют восьмиразрядный адрес, выдаваемый через порт Р0. Команды MOVX ©DPTR.A и MOVX ©A.DPTR формируют 16-разрядный адрес, младший байт которого выдается через порт Р0, а старший — через порт Р2.

Байт адреса, выдаваемый через порт Р0, должен быть зафиксирован во внешнем регистре по спаду сигнала ALE, т. к. в дальнейшем линии порта Р0 использутся как шина данных, через которую байт данных принимается из памяти при чтении или выдается в память данных при записи. При этом чтение пробируется сигналом ОМЭВМ RD, а запись — сигналом ОМЭВМ WR. При работе с внутренней памятью данных сигналы RD и WR не формируются, а является основой памяти программ.

Память программ предназначена для хранения программ и имеет отдельное от памяти данных адресное пространство объемом до 64 Кбайт, причем, для микросхем КР1816ВЕ51, КМ1816ВЕ751 и для КР183ОВЕ51 часть памяти программ с адресами 0000Н—0FFFH расположена на кристалле ОМЭВМ. Память программ, расположенная на кристалле, состоит из 12-разрядного дешифратора и ПЗУ емкостью 4К*8 бит для микросхем КР1816ВЕ51, КР183ОВЕ51 или ППЗУ с ультрафиолетовым стиранием емкостью 4К*8 бит для КМ1816ВЕ751. Запись программ в ПЗУ происходит во время изготовления кристаллов.

Если на вывод ОМЭВМ DEMA подано напряжение питания Ucc, то обращение к внешней памяти программ происходит автоматически при выработке счетчиком команд адреса, превышающего 0FFFH. Если адрес находится в пределах 0000Н—0FFFH, обращение происходит к памяти программ, расположенной на кристалле (внутренней памяти программ).

Если на вывод ОМЭВМ DEMA подан "0", внутренняя память программ отключается и начиная с адреса 0000Н все обращения выполняются к внешней памяти программ.

Если ОМЭВМ не имеет внутренней памяти программ, ее вывод DEMA должен быть подключен к шине 0 В.

Чтение из внешней памяти программ стробируется сигналом ОМЭВМ РМЕ. При работе с внутренней памятью программ сигнал РМЕ не формируется. ОМЭВМ не имеют инструкций и аппаратных средств для программной записи в память программ.

При обращениях к внешней памяти программ всегда формируется 16-разрядный адрес, младший байт которого выдается через порт Р0, а старший — через порт Р2. При этом байт адреса, выдаваемый через порт Р0, должен быть зафиксирован во внешнем регистре по спаду сигнала ALE, т. к. в дальнейшем линии порта Р0 используются в качестве шины данных, по которой байт из внешней памяти программ вводится в ОМЭВМ.

Порт Р0 работает как мультиплексированная шина адрес/данные: выдает младший байт счетчика команд, а затем переходит в высокоимпедансное состояние и ожидает прихода байта из ППЗУ программ. Когда младший байт адреса находится на выходах порта Р0, сигнал АLЕ защелкивает его в адресном регистре RG. Старший байт адреса находится на выходах порта Р2 в течение всего времени обращения к ППЗУ. Сигнал РMЕ разрешает выборку байта из ППЗУ, после чего выбранный байт поступает на порт Р0 МК51 и вводится в ОМЭВМ.

На рис. 1 и 2 приведены диаграммы, показывающие формирование соответствующих сигналов при работе ОМЭВМ с внешней памятью программ. Как видно из диаграмм, при работе с внешней памятью программ сигнал РMЕ формируется дважды в каждом машинном цикле независимо от количества байт в команде. Если второй выбираемый байт в текущей команде не используется, он игнорируется ОМЭВМ. В дальнейшем при переходе к выполнению следующей команды этот байт будет введен вторично.

Рис. 1. Схема включения МК51 с внешним ППЗУ программ

Рис. 2. Работа с внешней памятью программ

Если выполняется команда MOVX (рис. 2), два сигнала РМЕ не формируются, т. к. порт Р0 освобождается для адресации и обмена данными с внешней памятью данных.

Когда ОМЭВМ работает с внутренней памятью программ, РМЕ не формируется и адрес на портах Р0 и Р2 не выдается. Тем не менее, сигнал ALE будет формироваться дважды в каждом машинном цикле всегда за исключением случая команды MOVX (в этом случае один сигнал ALE пропускается). Таким образом, если не используются команды MOVX, сигнал ALE может быть задействован в качестве выходного синхросигнала.

Литература

1  Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. Практика применения: Пер. с фр. -М: ДМКПресс, 2008. - 272 с.: ил. (Серия «Справочник»).

2  Борзенко А.Е. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: ТОО фирма «Компьютер Пресс», 2006. – 344с.: ил.

3  Цифровые интегральные микросхемы: Справ./М. И. Богданович, И.Н. Грель, В.А. Прохоренко, В.В. Шалимо.–Мн.: Беларусь, 2001. – 493 с.: ил.

4  ДСТУ 3008-95. Документация. Отчеты в сфере науки и техники. Структура и правила оформления.