Литература


Скачать 161.85 Kb.
НазваниеЛитература
Дата публикации27.04.2013
Размер161.85 Kb.
ТипЛитература
userdocs.ru > Информатика > Литература























Лист



















Изм.

Лист

№ документа

Подпись

Дата






Содержание
1. Постановка задачи……………………………………………………..2

2. Теоретические сведения……………………………………………….3

3. Использование внешнего ОЗУ………………………………………..4

4. Организация шины данных……………………………………………6

5. Построение структурных схем МПС………………………………….8

6. Описание программы………………………………………………….11

Выводы………………………………………………………………….14

Литература……………………………………………………………...15


1. Постановка задачи
Построить на базе AT90CAN128 структурную схему микропроцессорной системы (МПС) со следующей организацией:

  • ВПД – 8Кх8 (использовать микросхемы ОЗУ емкостью 4Кх1);

  • I8251, I8253, I8255 подключить в адресное пространство внешней памяти данных;

  • I8255 (2 микросхемы) подключить в отдельное адресное пространство.

Отечественные аналоги I8251, I8253, I8255 – КР580ВВ51, КР580ВВ53, КР580ВВ55 соответственно. Микросхемы, входящие в состав микропроцессорной системы, связаны посредством системной шины. Системная шина включает в себя линии адреса (шину адреса), линии данных (шину данных), линии управления (шину управления).

Вариант задания представлен в таблице 1

Написать программу для выполнения следующих действий:

- Ввести информацию из ячейки внешней памяти данных (ВПД) в регистр.

- Вывести информацию из регистра в ячейку внешней памяти данных (ВПД).

- Запрограммировать одну из микросхем, подключенных в пространство внешней памяти данных (ВПД).

- Запрограммировать одну из микросхем, подключенных в собственное адресное пространство.

Таблица 1


Внешние устройства

ВПД (количество ячеек x разрядность)

Начало

адресного

пространства ВУ в ВПД

Подключить в адресное пространство памяти

Подключить непосредственно к портам микроконтроллера

Характери-стики подсистемы памяти

Характеристики

микросхем

ОЗУ

2

3

4

5

6

7

8

I8256

I8251

I8251

I8255

16Kx8

8Kx4

8800H

^ 2. Теоретические сведения



Рисунок 1 – Структурная схема МПС

Рассматриваемая система состоит из нескольких модулей, связь между которыми организуется при помощи шинной архитектуры. Структурная МПС схема представлена на рисунке 1.

Используемый контроллер имеет ряд особенностей, которые отражаются на архитектуре системы. Именно эти особенности необходимо учитывать в первую очередь при проектировании системы и каждого ее блока.

Модуль микроконтроллера состоит из самого микроконтроллера AT90CAN128, внешней схемы синхронизации, определяющей частоту работы контроллера, подсхемы сброса и буферных элементов, реализующих шину адреса и шину данных.

Особенности системы шин также определяются архитектурой контроллера. Так, разрядность шины данных равна 8 (порт А), разрядность шины адреса равна 16 (порт А и порт С). Шина управление представляет собой 4 сигнала: записи, сигнал чтения, сигнал .ALE (для синхронизации внешних устройств), сигнал сброса (подается с подсхемы, управляемой с разъема). Поскольку в разрабатываемой системе реализация прерываний не предусмотрена, а для работы с периферией и памятью микроконтроллер имеет только сигналы записи и чтения, то внешние устройства следует подключать в адресное пространство памяти. Следовательно, модуль внешней памяти данных и модуль периферийных устройств должны быть объединены одним селектирующим блоком. Исходя из полученной структуры, модуль внешней памяти целесообразно реализовать как можно меньшим числом микросхем.

В модуль внешних устройств входят все микросхемы, указанные в варианте задания. Все неиспользуемые в системе входы и выходы периферийных устройств рекомендуется выводить на разъемы.

^ 3. Использование внешнего ОЗУ

Микроконтроллер AT90CAN128 имеет возможность под­ключения внешнего статического ОЗУ объемом до 64 Kбайт. Интерфейс внешней памяти состоит из:

  • AD7:0: Мультиплексированная шина адреса (младшие 8 разрядов)/шина данных – порт А;

  • А15:8: шина адреса (старшие 8 разрядов) – порт С;

  • ALE: сигнал строба адреса;

  • (PG1): сигнал строба чтения;

  • (PG0): сигнал строба записи.

Управляющие биты интерфейса внешней памяти микроконтроллера AT90CAN128 размещаются в двух регистрах – XMCRA и XMCRB. Для разреше­ния работы с внешним ОЗУ необходимо установить в «1» разряд SRE ре­гистра XMCRA. При этом микроконтроллер начинает сам управлять режимом работы порта А (вход/выход), т.е. содержимое регист­ра DDRA (регистр направления передачи данных порта А) игнорируется.

При обращении по адресу, который находится вне границы внутренне­го ОЗУ, автоматически происходит обращение к внешнему ОЗУ (разумеет­ся, если работа с внешним ОЗУ разрешена). После формирования на выво­дах порта A требуемого адреса вывод ALE меняет свое состояние с лог. «1» на лог. «0» и остается в этом состоянии в течение всего цикла чтения /запи­си. При обращении к внутреннему ОЗУ выводы сигналов стробов чтения (RD) и записи (WR) находятся в неактивном состоянии. При этом на вы­воде ALE возможны короткие импульсы, не влияющие на работу схемы. Общая схема подключения внешней памяти данных к микроконтроллеру AVR приведена на рисунке 2.

Kак показано на рисунке 2, для подключения внешнего ОЗУ к микро­контроллеру дополнительно потребуется регистр-защелка, т.к. контроллер имеет общую разделяемую шину адреса/данных (порт А), работающую в режиме временного мультиплексирования. Следовательно, для фиксации младшей части адреса необходимо использовать внешний запоминающий элемент (регистр). В качестве за­щелки можно использовать микросхему 74…373 (отечественные аналоги 1533ИР22, 1564ИР22, 1594ИР22 и др.) с потенциальным управлением или 74…374 (…ИР23) с динамическим управлением. По умолчанию длительность каждого обращения к внешней памяти составляет 3 машинных цикла, при необходи­мости время обращения можно увеличить на 1 машинный цикл путем установки необходимой комбинации бит SRW11, SRW10, SRW01 и SRW00 регистра XMCRA.


Рисунок 2 – Схема подключения ВПД к микроконтроллеру AVR
Необходимо помнить, что обращение к внешнему ОЗУ увеличивает время выполнения команды на 1 или 2 (в зависимости от режима обраще­ния к внешнему ОЗУ) машинных цикла для каждого байта данных, обра­батываемого командой. Таким образом, время выполнения команд пере­дачи данных (LD, ST, LDS, STS, PUSH и POP) увеличивается на 1 (2) цикла. Если стек расположен во внешнем ОЗУ, то время перехода к обра­ботке прерываний, вызова и возврата из подпрограмм увеличивается на 2 (4) машинных цикла. Это связано с тем, что во время выполнения указан­ных операций происходит сохранение и восстановление 16-разрядного счетчика команд.


^ 4. Организация шины данных

При исполнении команд обращения к внешней памяти в фазе данных микроконтроллер обменивается данными с памятью через порт A. Выводы порта A подключаются к шинному формирователю SF2.

SHF2 работает только если есть обращение к внешней памяти: либо активный уровень (нулевой) сигнала , либо активный уровень (нулевой) сигнала . Сигнал вырабатывается при выполнении команд, записывающих данные во внешнюю память данных на выводе PG0 микроконтроллера (альтернативная функция порта G). Сигнал вырабатывается при выполнении команд, считывающих данные во внешнюю память данных на выводе PG1 микроконтроллера (альтернативная функция порта G).

SHF2 передает информацию от входов А к выходам В (T=1) только если исполняется команда записи во внешнюю память данных (из памяти программ возможно только считывание).

В случае считывания данных из внешней памяти программ или внешней памяти данных SHF2 передает информацию от входов В к выходам А (T=0, так как сигнал в данном случае не вырабатывается).

Выводы SHF2 образуют шину данных МПС (седьмой разряд – старший). Таким образом, сформирована восьмиразрядная шина данных (рисунок 3).
Для обработки данных будут использоваться:


  • basm.exe – кросс- ассемблер (ТРАНСЛЯТОР);

Команда имеет вид: basm /p51 /oh /L имя_файла.asm, где /р51 - настраивает BASM на систему команд МК AT90CAN128; /оh - необходимо сформировать выходной файл с расширением .HEX; /L - листинг программы.

  • fd51.exe – программно- логическая модель (ОТЛАДЧИК).

Входным файлом для кросс – ассемблера является файл с текстом програм-

мы на языке Ассемблера, имеющим тип ASM.

Рисунок 3 – Организация шин адреса, данных и подключения периферийных устройств непосредственно к портам микроконтроллера

^ 5. Построение структурных схем МПС
- Организация подсистемы ВПП в МПС (рисунок 4):



Рисунок 4 – структурная подсистема ВПП

- ^ Организация подсистемы ВПД в МПС (рисунок 5):



Рисунок 5 – структурная подсистема ВПД

- Организация подсистемы ВУ в МПС (рисунок 6):


Рисунок 6 – структурная подсистема ВУ

^ 6. Описание программы
1. Ввести информацию из ячейки внешней памяти программ (ВПП) с заданным номером (8800Н) в регистр R1 первого банка.
CLR PSW.4

SETB PSW.3

MOV A,#0

MOV DPTR,#8800H

^ MOVC A,@A+DPTR

MOV R1,A

Представим число 8800Н в двоичной форме:


15











































0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1


Из схемы (рисунок 4) видно, что 11-й разряд поступает на дешифратор для выбора микросхемы памяти (линейки микросхем). Так как эти разряды равны 00, будет выбрана линейка №0. На каждую микросхему линейки будет подан адрес, определяющийся разрядами 0:10, то есть: 8800Н. По данному адресу нулевой микросхемы линейки будет считано 4 разряда (0:3) в шину данных, и 4 разряда (4:7) – первой. После объединения байт по шине адреса поступит в регистр R7 нулевого банка микроконтроллера AVR.
2. Ввести информацию из ячейки внешней памяти данных (ВПД) .

CLR PSW.3

CLR PSW.4

MOV DPTR,# 8800Н

MOVX A,@DPTR

MOV R7,A

Из схемы (рисунок 5) видно, что 13, 14 и 15 разряды поступают на дешифратор и служат для выбора микросхемы памяти. При комбинации 000 будет выбрана микросхема памяти №0, на адресные входы которой поступят разряды 0:12 шины адреса (то есть 8800Н). Следовательно из микросхемы памяти №1 будет считан байт по адресу 8800Н и записан в регистр R1 первого банка контроллера AVR.

Представим число 8800Н в двоичной форме:


15











































0

0

0

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0


3. Вывести информацию из регистра R7 нулевого банка в ячейку внешней памяти данных (ВПД) с заданным номером (8800Н).
CLR PSW.3

CLR PSW.4

MOV A,R7

MOV DPTR,8800Н

MOVX @DPTR,A

Аналогично предыдущему примеру, но просто записываем информации
4. Запрограммировать микросхемы КР580ВВ55 (программируемый параллельный интерфейс) на режим 0 (режим синхронного обмена с микроконтроллером). Порт A микросхемы КР580ВВ55 должен работать на ввод информации, а порты В и С – на вывод).

Биты входов Di микросхемы КР580ВВ55 имеют следующее значение:

D7 = 1 – управляющее слово;

D6,D5 = XX – выбор режима (00 – режим 0);

D4 = X – порт A (1 – ввод, 0 – вывод);

D3 = X – порт C (1 – ввод, 0 – вывод);

D2 = X – выбор режима (0 – режим 0);

D1 = X – порт B (1 – ввод, 0 – вывод);

D0 = X – порт C (1 – ввод, 0 – вывод).
Следовательно, для выполнения задания на микросхему следует подать вектор:

7



















0

1

0

0

1

0

0

0

0

или 90H.

Чтобы работать с микросхемой КР580ВВ55 как с внешней памятью данных, необходимо задать ее адрес. Установив на дешифраторе DC2 комбинацию 10 мы будем обращаться к этой микросхеме. Так как на дешифратор поступают 13, 14 и 15 разряды, адрес будет иметь следующий вид:


15











































0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

или 1000H. Таким образом, записав 90H по адресу 8800H мы выполним поставленную задачу.
MOV A,#90H

OUT #1000H

5. Ввести байт из порта А первой микросхемы КР580ВВ55 в регистр R0 нулевого банка. Вывести байт из аккумулятора в порт В первой микросхемы.
CLR PSW.3

CLR PSW.4

MOV A,#82H

OUT 1000H ; выбран порт A

MOV DPTR,#1000

MOVX A,@DPTR

MOV R0,A ; в регистр R0 из порта A микросхемы

DPTR 1001H ; выбран порт B

MOVX @DPTR,A ; из аккумулятора в порт B микросхемы

Для осуществления чтения из порта A и записи в порт B необходимо установить на входах вектор

7



















0

1

0

0

0

0

0

1

0

или 82H.

Для обращения к порту A микросхемы используем адрес

15











































0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0


к порту B –

15











































0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

или 1000H и 1001H соответственно.

Далее можно работать с микросхемой как с ВПД (по аналогии с предыдущим заданием).
6. Те же действия осуществить по отношению ко второй микросхеме КР580ВВ55
CLR PSW.3

CLR PSW.4

MOV P3,FFH

CLR P3.0 ; выбор входящего

CLR P3.1 ; порта A

MOV P1,82H

SETB P3.2 ;отправка из порта P3 на входы Di

SETB P3.5 ;команда - чтение

MOV A,P1 ;запись результата в аккумулятор
MOV P3,FFH

CLR P3.1 ; выбор исходящего порта B

MOV P1,82H

SETB P3.2 ; отправка данных из порта P1 на входы Di

MOV P1,A ; ввод из аккумулятора в порт P1

SETB P3.6 ; команда запись
Все действия аналогичны предыдущей задаче, за тем исключением, что для передачи данных на микросхему используется порт p1, а для управления ей – порт p3.

Выводы
Выполнение контрольной работы позволило мне изучить основные принципы построения МПС на основе микроконтроллера семейства AVR (AT90CAN128), кроме того, подробно ознакомиться с принципами построения подсистемы внешней памяти и подсистемы внешних устройств.

Также я получил навыки в построении схем МПС и программировании взаимодействия устройств МПС.

Литература


  1. Баранов В.Н. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы.- М.:Издательский дом ,”Додэка-XXI”, 2004.-288 с.:ил.

  2. Самофалов К.Г. Микропроцессоры/ К.Г.Самофалов, О.В.Викторов.- К.:Тэхника, 1989.- 312с.

  3. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы:

Справочник /С.В. Якубовский, Л.И.Ниссельсон, В.И. Кулешова и др.; Под ред. С.В. Якубовского. – М.: Радио и связь, 1989. – 496 с.

4. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство

пользователя. – М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2007. – 592с.

5. Программирование на языке С для AVR и PIC микроконтроллеров./Сост.

Ю.А.Шпак – К.: «МК-Пресс», 2006. – 400 с.




Похожие:

Литература iconЛекция: литература и театр
История литературы (античная литература, литература средних веков и эпохи Возрождения, литература Нового времени, литература ХХ –...
Литература iconЛитература на старых языках
Индийская литература считается одной из древнейших. В индии 22 официальных языка, и огромное количество литературы написано на этих...
Литература iconЭкзаменационные вопросы История античной литературы, литература Средневековья,...
История античной литературы, литература Средневековья, литература эпохи Возрождения, литература xvii–xviii веков
Литература iconЭкзаменационные вопросы История античной литературы, литература Средневековья,...
История античной литературы, литература Средневековья, литература эпохи Возрождения, литература xvii–xviii веков
Литература iconЛитература. Американцы
Список литературы для 12 класса, несколько комментированный. По заказам трудящихся – зарубежная литература
Литература iconЛитература Основная литература
Гесиод. Работы и дни. Теогония. В кн. Эллинские поэты в пер. В. В. Вересаева М. 1963 или по 1 части антологии
Литература iconЛитература по курсу «Психологические основы профориентации и профессионального...
Бодров В. А. Психология профессиональной пригодности: Учебное пособие М.: Пер сэ., 2006
Литература icon   Выбрать раздел     Новые поступления   Общее языкознание Русский...
Выбрать раздел     Новые поступления   Общее языкознание Русский язык Европейские языки Восточные языки Общее литературоведение Русская...
Литература iconАнтокольской Издательство «Детская Литература»
...
Литература iconЛитература Основная литература
Герчикова И. Н. Международные экономические организации: регулирование мирохозяйственных связей и предпринимательской деятельности...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница