Дипломная работа: Программное обеспечение управления автоматизированным комплексом многоканальной связи

Рис. 1.2б. Структурная схема МК51

Блок управления предназначен для выработки синхронизирующих и управляющих сигналов, обеспечивающих координацию совместной работы блоков микроЭВМ семейства МК51 во всех допустимых режимах её работы. В состав блока управления входят устройство выработки временных интервалов, логика ввода-вывода, регистр команд, регистр управления потреблением, дешифратор команд, ПЛМ и логика управления ЭВМ.

Устройство выработки временных интервалов предназначено для формирования и выдачи внутренних синхросигналов фаз, тактов и циклов.

Логика ввода-вывода предназначена для приёма и выдачи сигналов, обеспечивающих обмен информацией ОМЭВМ с внешними устройствами через порты ввода-вывода Р0‑Р3.

Регистр команд предназначен для записи и хранения 8‑разрядного кода операции выполняемой команды, который с помощью дешифратора команд преобразовывается в 24‑разрядный код для ПЛМ, с помощью которой вырабатывается набор микроопераций в соответствии с микропрограммой выполнения команды. Регистр команд программно недоступен.

Регистр управления потреблением PCON управляет скоростью передачи последовательного порта SMOD.

Логика управления ЭВМ в зависимости от режима работы МИКРОЭВМ СЕМЕЙСТВА МК51 вырабатывает необходимый набор управляющих сигналов.

АЛУ представляет собой параллельное восьмиразрядное устройство, обеспечивающее выполнение арифметических и логических операций, а также операции логического сдвига, обнуления, установки и т.п.

Регистр аккумулятора и регистр временного хранения – восьмиразрядные регистры, предназначенные для приёма и хранения операндов на время выполнения операций над ними. Программно недоступны.

ПЗУ констант обеспечивает выработку корректирующего кода при двоично-десятичном представлении данных, кода маски при битовых операциях и кода констант.

Параллельный восьмиразрядный сумматор представляет собой схему комбинационного типа с последовательным переносом, предназначенную для выполнения арифметических операций сложения, вычитания и логических операций сложения умножения неравнозначности и тождественности.

Регистр В- восьмиразрядный регистр, используемый во время операций умножения и деления. Для других инструкций он может рассматриваться как дополнительный сверхоперативный регистр.

Аккумулятор представляет собой восьмиразрядный регистр, предназначенный для приёма и хранения результата, полученного при выполнении арифметико-логических операций или операций пересылки.

Регистр состояния программы предназначен для хранения информации о состоянии АЛУ при выполнении программы.

Таймеры / Счётчики предназначены для подсчёта внешних событий, для получения программно-управляемых временных задержек и выполнения времязадающих функций ОМЭВМ.

Блок последовательного интерфейса и прерываний предназначен для организации ввода-вывода последовательных потоков информации и организации системы прерывания программ.

Счётчик команд предназначен для формирования текущего 16‑разрядного адреса внешней памяти данных.

Порты Р0, Р1, Р2, Р3 являются двунаправленными портами ввода-вывода и предназначены для обеспечения обмена информацией микроЭВМ семейства МК51 с внешними устройствами.

Память данных предназначена для приёма, 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.

Память программ предназначена для хранения программ и имеет отдельное от памяти данных адресное пространство объёмом до 64 Кбайт.

1.3.3 Адресные пространства АТ89С51

В AT89C51 имеются следующие адресные пространства:

1. Пространство адресов регистров специальных функций, таких как аккумулятор А, вспомогательный регистр AВ, старший и младший регистры указателя данных DPTR, фиксаторы портов ввода-вывода P0‑P3, регистр слова состояния программы PSW, регистр указателя стека SP и др. Диапазон адресов регистров специальных функций находится в пределах от 128 до 255. При записи данных по адресу регистра несуществующей специальной функции данные теряются, при считывании из регистра несуществующей специальной функции данные не определенны;

2. Пространство адресов триггеров специальных функций, таких как триггеры признаков переноса C, переполнения OV, четности P, отрицательности N, нуля Z, триггеры выбора банка рабочих регистров RS0 и RS1; триггер программно-управляемого флага F0 и другие. Все триггеры специальных функций физически размещаются в регистрах специальных функций. Наличие триггеров специальных функций определяется типом микроконтроллера. Диапазон адресов триггеров специальных функций находится в пределах от 128 до 255. Части адресов соответствуют несуществующие триггеры. При записи бита по адресу несуществующего триггера этот бит теряется, при считывании бита из несуществующего триггера его значение неопределенно;

3. Пространство адресов памяти программ. Диапазон адресов этого пространства находится в пределах от 0 до 65535. Память программ с адресами от 0 до 4096 может реализоваться внутренним запоминающим устройством. В пространстве адресов памяти программ размещаются коды команд и, возможно, данные. Часть адресов пространства памяти программ зарезервирована для точек входа в программу начального запуска и программы обслуживания прерываний. Адрес команды, подлежащей выполнению, хранится в счетчике команд PC. Обращение к данным в памяти команд осуществляется по адресу равному сумме содержимого счетчика команд PC и аккумулятора A или регистра указателя данных DPTR и аккумулятора A;

4. Пространство адресов внешней памяти данных. Диапазон адресов этого пространства находится в пределах от 0 до 65535. Во внешней памяти данных могут размещаться только данные, обращение к которым осуществляется посредством содержимого рабочего регистра-указателя R0, R1 или регистра указателя данных DPTR;

5. Пространство прямых адресов внутренней памяти данных. Диапазон адресов этого пространства находится в пределах от 0 до 127. Обращение к данным в пространстве прямых адресов осуществляется посредством второго байта кода команды. Пространство адресов регистров специальных функций является продолжением данного пространства;

6. Пространство косвенных адресов внутренней памяти данных. Диапазон адресов этого пространства находится в пределах от 0 до 127. Пространство косвенных адресов от 0 до 127 физически совпадает с пространством прямых адресов;

7. Пространство поразрядных прямых адресов внутренней памяти данных. Диапазон адресов этого пространства находится в пределах от 0 до 127. Данное пространство физически совпадает с пространством прямых адресов ячеек от 32 до 47. Пространство адресов триггеров специальных функций является продолжением пространства поразрядных прямых адресов;