Работа микроконтроллера INTEL 8051 в режиме прерываний
Intel 8051 — однокристальный микроконтроллер гарвардской архитектуры, который был впервые произведен Intel в 1980 году, для использования во встраиваемых системах. Архитектура и пример выполнения работы микроконтроллера Intel 8051 в режиме прерываний.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.02.2018 |
Размер файла | 799,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Работа микроконтроллера INTEL 8051 в режиме прерываний
2. Пример выполнения работы микроконтроллера INTEL 8051 в режиме прерываний
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Intel 8051 -- это однокристальный микроконтроллер гарвардской архитектуры, который был впервые произведен Intel в 1980 году, для использования во встраиваемых системах. В течение 1980-х и начале 1990-х годов был чрезвычайно популярен, однако позже устарел и был вытеснен более современными устройствами, также с 8051-совместимыми ядрами, производимыми более чем 20 независимыми производителями, такими, как Atmel, Maxim IC (дочерняя компания DallasSemiconductor), NXP , Winbond, SiliconLaboratories, TexasInstruments и CypressSemiconductor). Официальное название 8051-семейства микроконтроллеров Intel -- MCS 51. Существует также советский клон данной микросхемы, КР1816ВЕ51.
Первые из 8051-семейства Intel производились с использованием n-МОП технологии, но следующие версии, содержащие символ «C» в названии, такие, как 80C51, использовали КМОП-технологию и потребляли меньшую мощность, чем n-МОП предшественники (это облегчало их применение для устройств с батарейным питанием).
Архитектура Intel 8051.
-Состоит из процессорного ядра (CPU), ОЗУ, ПЗУ, последовательного порта, параллельного порта, логики управления прерываниями, таймера и т. д.
- Шина данных -- 8-битная шина данных. Возможность обработки 8 бит данных за одну операцию. Обуславливает название 8-битный микропроцессор
- Шина адреса -- 16-битная адресная шина. Возможность доступа к 216 адресам памяти, то есть 64 кБ адресное пространство в ОЗУ и ПЗУ
- Встроенное ОЗУ -- 128 байт (Памяти данных)
- Встроенное ПЗУ -- 4 КБ (Памяти программ)
- Четыре порта ввода-вывода: один двунаправленный и три квазидвунаправленных
- Последовательный интерфейс UART (Универсальный асинхронный приёмопередатчик)
- Два 16-битных таймера
- Два уровня приоритета прерываний
- Порядка 60 тысяч транзисторов на кристалле площадью 5,85 ммІ[1]
- Энергосберегающий режим
Общей особенностью в современных 8051-совместимых микроконтроллерах стало встраивание улучшенных и дополнительных схем, таких, как: автоматический сброс по падению питающего напряжения; встроенные тактовые генераторы; внутрисхемное программирование памяти программ; автозагрузчики долговременной памяти данных на основе EEPROM; IІC ; SPI (стандарт 3-проводной последовательной шины); USB хост-интерфейс; ШИМ-генераторы; аналоговых компараторов; АЦП и ЦАПпреобразователей; часов реального времени; дополнительных таймеров и счетчиков; внутрисхемных отладчиков, дополнительных источников прерываний; расширенных энергосберегающих режимов.
8051-совместимые микроконтроллеры обычно имеют один или два УАПП (UART), два или три таймера, 128 или 256 байт встроенной ОЗУ (16 байт которой имеют побитовую адресацию), от 512 байт до 128 Кбайт встроенной памяти программ (ПЗУ), и иногда встречается использование EEPROM, адресуемой через «регистры специального назначения» (SFR = specialfunctionregister). УАПП/UART может быть настроен для использования в режиме 9-бит данных, что делает возможным адресную приёмопередачу в многоточечном подключении на основе RS-485 аппаратного протокола.
Один машинный цикл оригинального 8051-ядра занимает 12 временных тактов, а большинство инструкций выполняется за один или два машинных цикла. При частоте тактового генератора, равной 12 МГц, 8051-ядро может выполнять 1 миллион операций в секунду, выполняемых за один цикл, или 500 тысяч операций в секунду, выполняемых за два цикла. Улучшенное 8051-совместимое ядро, которое в настоящее время распространено, выполняет машинный цикл за шесть, четыре, два, или даже за один временной такт, и позволяет использовать тактовые генераторы с частотой до 100 МГц, что позволило увеличить количество выполняемых операций в секунду.
Еще более быстрые 8051-ядра, с 1 тактом на машинный цикл, организуются с использованием ПЛИС, таких, как FPGA (скорость в диапазоне 130--150 МГц) или ASIC(скорость в диапазоне нескольких сотен МГц), при помощи специальной прошивки[2]. Все 8051-совместимые устройства, производимые SILabs, некоторые из производимых Dallas и немногие из производимых Atmel имеют ядро с 1 тактом на машинный цикл.
Чрезвычайно полезной особенностью 8051-ядра является обработка булевых данных, что позволило ввести бинарную логику, оперирующую напрямую с битами внутренней ОЗУ (области из 128 прямо-адресуемых битов) и регистров. Данная особенность была востребована в приложениях промышленной автоматики. Еще одна ценная особенность состояла в 4 независимых наборах регистров, которые значительно уменьшали задержки при обработке прерываний, в сравнении с классическим использованием стека, применявшимся ранее.
1. Работа микроконтроллера INTEL 8051 в режиме прерываний
микроконтроллер intel прерывание
Упрощенная схема прерываний микроконтроллера показана на рисунке 1.
Рисунок 1 - Система прерываний микроконтроллера Intel 8051
Внешние прерывания INT0 и INT1 могут быть вызваны либо уровнем, либо срезом сигнала. От внешних прерываний устанавливается флаг IE, который инициирует вызов соответствующей подпрограммы. Сброс этих флагов выполняется аппаратно только в том случае, если прерывание было вызвано по срезу сигнала. Если же прерывание вызвано уровнем входного сигнала, то сбросом флага должна управлять соответствующая подпрограмма путем воздействия на источник прерывания с целью снятия им запроса.
Флаги запросов от таймера сбрасываются автоматически при переходе к подпрограмме обслуживания прерывания.
RI и TI устанавливаются блоком управления приемопередатчиком аппаратно, сбрасываться должны программным путем.
Все флаги программно доступны.
IE - регистр управления режимом прерываний,
IP - управление приоритетами.
Таймеры. Если блок таймеров/счетчиков работает в режиме таймера, то содержимое инкрементируется в каждом машинном цикле, то есть через каждые 12 периодов колебаний кварцевого резонатора. Если блок работает в режиме счетчика, то содержимое инкрементируется под воздействием перехода из «1» в «0» внешнего входного сигнала, подаваемого на соответствующий вывод МС. Максимальная частота подсчета входных сигналов равна 1/24 частоты резонатора (то есть 2 машинных цикла).
Максимальная длительность сигнала - без ограничений, минимальная длительность «1» - один машинный цикл.
Символ |
Разряд |
Имя и назначение |
|
GATE |
TMOD.7 |
Управление блокировкой для T/C1 |
|
TMOD.3 |
Управление блокировкой для T/C0 |
||
C/T |
TMOD.6 |
Бит выбора режима таймера или счётчика событий для T/C1 |
|
TMOD.2 |
Бит выбора режима таймера или счётчика событий для T/C0 |
||
M1 |
TMOD.5 |
Режим работы для T/C1 |
|
TMOD.1 |
Режим работы для T/C0 |
||
M0 |
TMOD.4 |
Режим работы для T/C1 |
|
TMOD.0 |
Режим работы для T/C0 |
Символ |
Разряд |
Имя и назначение |
|
TF1 |
TCON.7 |
Флаг переполнения таймера 1. |
|
TR1 |
TCON.6 |
Бит управления таймера 1. |
|
TF0 |
TCON.5 |
Флаг переполнения таймера 0. |
|
TR0 |
TCON.4 |
Бит управления таймера 0. |
|
IE1 |
TCON.3 |
Флаг фронта прерывания 1. |
|
IT1 |
TCON.2 |
Бит управления типом прерывания 1. |
|
E0 |
TCON.1 |
Флаг фронта прерывания 0. |
|
IT0 |
TCON.0 |
Бит управления типом прерывания 0. |
2. Пример выполнения работы микроконтроллера INTEL 8051 в режиме прерываний
Программа обеспечивает свечение светодиода 1 при включении микроконтроллера, и 5-ти кратное мигание светодиода 2 (сигнализирует о выполнении подпрограммы обработки прерывания) при генерации прерывания от таймера. Таймер должен реализовать задержку времени 5 мс. Светодиодов 1 подключен к разряду Р0_6. Светодиод 2 подключен к разряду Р1_2.
ORG 0000h
JMPSTART ; Переход на метку START - выполнение программы
; С адреса 0003h следуют сегменты, отведенные на вектора прерывания
; Прерывание по таймеру T0
ORG 000Bh
LCALLT0_ISR
RETI
; Код программы начинается с адреса 0030h
ORG 0030h
START:
USING 0 ; Используем 0 банк
; СНАЧАЛА НУЖНО РАЗРЕШИТЬ ПРЕРЫВАНИЯ!
SETBEA ; Разрешение прерываний
SETBET0 ; Разрешение прерывания по таймеру Т0
MOVP0, #10111111b ; Зажигаем светодиод 1 - рабочий режим
CALLDELAY
MOVP0, #01000000b; ; гасим светодиод 1
MOV TH0, #0FCH
MOV TL0, #018H
SETBTR0
; Бесконечный цикл
LOOP:
JMPLOOP
;Подпрограмма задержки времени
DELAY:
MOV R2,#40H ; задержка времени для мигания светодиода в режиме ;прерывания
DELAY_LOOP:
NOP
DJNZ R2, DELAY_LOOP
RET
;Обработка прерываний
T0_ISR:
CLR TR0
MOV R3, #05h
TO_LOOP:
MOV P1, #11111011b
CALL DELAY
MOV P1, #11111111b
CALL DELAY
DJNZ R3, TO_LOOP
RET
END ; КОНЕЦ
Рисунок -2. Скриншот программы
Заключение
В данной контрольной работе я ознакомился с программой (mcu8051ide-1.4.9) и выполнил работу микроконтроллера INTEL 8051 в режиме прерываний.
Список использованной литературы
1. Рябов, В.Т. Комплексная разработка механических, электронных и программных компонентов технологического оборудования : учебное пособие / В.Т. Рябов ; Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана. - М. : Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. - Ч. 2. Устройство и программирование однокристальных микроконтроллеров. - 124 с.;То же [Электронный ресурс].- URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=258456 (19.11.2017).
2. Макуха В.К. Применение микроконтроллеров MCS-51 при проектировании электронных устройств [Электронный ресурс] : учебное пособие / В.К. Макуха. -- Электрон. текстовые данные. -- Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2014. -- 68 c. -- 978-5-7782-2505-3. -- Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/45140.html
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка прибора "Термостат" на однокристальном микроконтроллере INTEL 8051. Работа с восьмью температурными датчиками, подключенными через многоканальный аналого-цифровой преобразователь, автоматическое поддерживание температуры в диапазоне 19°С-21°С.
курсовая работа [137,6 K], добавлен 29.07.2009Общая характеристика и применение микроконтроллеров FUJITSU MB-90 и MCS-196 фирмы Intel. Основные особенности микроконтроллеров серии MCS-96 и MB90385. Внутренняя архитектура процессоров. Система команд, работа с внутренними и внешними устройствами.
курсовая работа [768,0 K], добавлен 01.12.2010Функциональные особенности и архитектура Intel Itanium. Работа вычислительной среды и инструкции перехода. Параллелизм уровня инструкций. Поддержка в операционных системах модели множественного адресного пространства. Состав прикладных регистров.
контрольная работа [429,4 K], добавлен 09.11.2014Семейство 16-разрядных микроконтроллеров Motorola 68HC12, их структура и функционирование. Модуль формирования ШИМ-сигналов. Средства отладки и программирования микроконтроллеров 68НС12. Особенности микроконтроллеров семейства MCS-196 фирмы INTEL.
курсовая работа [239,6 K], добавлен 04.01.2015Понятие и функциональные особенности микроконтроллера, его структура и взаимодействие основных элементов, архитектура. Принципы работы светодиодного табло и порядок программирования микроконтроллера. Основные понятия и измерение надежности системы.
курсовая работа [108,1 K], добавлен 29.03.2014Общие сведенья о микропроцессорных системах. Архитектура микроконтроллера PIC 16F628A. Особенности последовательного программирования. Подключение программатора при внутрисхемном программировании одного микроконтроллера. Расчет электрической цепи R9VD1.
курсовая работа [501,3 K], добавлен 10.04.2014Начало использования полупроводников 1940-50-е годы. Появление и использование первых интегральных схем. Появление БИС микропроцессоров в 1970-е годы. Распространение архитектуры intel. Развитие технологий литорафии. Усложнение техпроцесса в 2000-е годы.
реферат [84,0 K], добавлен 22.03.2015Разработка малогабаритного автомобильного термометра на базе микроконтроллера и требования к нему. Проектирование функциональной схемы, работа измерителя. Выбор элементной базы. Схема включения усилителя. Архитектура и элементы микроконтроллера.
контрольная работа [841,4 K], добавлен 22.05.2015Основные характеристики счетчиков. Микроконтроллер в пошаговом режиме работы и в режиме внешнего доступа. Структуры микроконтроллеров серии 1816 и их системы команд. Работа двоичного счетчика с последовательным переносом на примере микросхемы 155ИЕ5.
реферат [172,1 K], добавлен 29.09.2012Особенности микроконтроллера ATTINY семейства AVR. Описание ресурсов микроконтроллера ATTINY12: описание процессора, порты ввода/вывода, периферийные устройства, архитектура ядра. Разработка устройства со световыми эффектами на базе микроконтроллера.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 24.06.2013