Общие принципы построения микроконтроллеров, страница 3

  В 1983 г. фирма Intel предложила семейство 16-разрядных однокристальных МК iMCS -96. Основная БИС семейства 8096 содержит 16-разрядный ЦП, 8 Кбайт внутренней программной памяти с возможностью внешнего расширения до 64 Кбайт, 232 байта ОЗУ с возможностью внешнего расширения до 64 Кбайт, развитые средства поддержки режима реального времени, скоростной ВВ. Семейство ориентировано на построение микроконтроллеров 90-х годов. На основе анализа выпускаемых за рубежом однокристальных микро­процессоров построена их обобщенная блок-схема, которая изображена на рис. 1.2.

  Центральный процессор работает на внутреннюю системную шину, к которой подключены все компоненты микроконтроллера. Внутренняя память физически разделена на ОЗУ данных и ПЗУ программ. Программирование ПЗУ осуществляется либо на заводе-изготовителе, либо пользователем, для чего ПЗУ перед записью очищается ультрафиолетовыми лучами (перепрограммируемое ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием УСППЗУ). Системный адаптер формирует сигналы на внешней системной шине — шине данных DB шине адреса АВ и шине управления СВ. Таймеры/счетчики имеют как внутренние, так и внешние входы, что позволяет реализовать сложные алгоритмы управления в реальном масштабе времени. Логика прерываний обеспечивает выполнение запросов на прерывание согласно установленным приоритетам.

  Цифровые и аналоговые устройства ввода-вывода организуют непрерывный обмен информацией между ОМК и объектом управления.

  Предусмотрены линии управления ЦП и внешними БИС, используемыми для расширения архитектуры микроконтроллеров. Среди однокристальных МК отечественного производства следует отметить семейство КР1816, являющееся аналогом iMCS -48/51. К рассмотрению этого семейства (у нас оно называется семейством однокристальных микроЭВМ) мы и приступим в следующей главе.

    Глава 2. ОДНОКРИСТАЛЬНЫЕ МИКРОЭВМ СЕРИИ К1816

  МикроЭВМ этой серии разработаны для использования в качестве микроконтроллеров, для которых требуются короткие программы, небольшой объем оперативной памяти и ограниченные возможности ввода-вывода. Серия К1816 выпускается в четырех модификациях, отличающихся быстродействием, объемом программной и оперативной памяти, а также способом программирования ПЗУ (см. табл. 1). Однокристальные микроЭВМ серии К1816 размещены в 40-выводном кор­пусе и имеют два вывода питания +5 В, один из которых U_cc подводит питание к микроЭВМ, а другой U_DD - к внутреннему ОЗУ, что позволяет сохранять в нем данные во время сбоя питания.

2.1. Архитектура микроЭВМ

  Как было указано ранее, особенностью архитектуры микроконтроллера является логическое и физическое разделение памяти на программную и данных. Программная память представлена только ПЗУ, так как в К1816 отсутствуют программные средства оперативной записи команд и программ.

  Память может расширяться путем подключения внешних БИС: программная — на 2 Кбайта, данных — на 256 байт. Возможно также расширение средств ввода-вывода за счет использования интерфейсных БИС серии К580.

Таблица 1

  Структурная схема однокристальной ЭВМ приведена на рис. 2.1. Она во многом напоминает нам схему микропроцессора серии К580, описанного в [2]. Основными отличиями К1816 от МП580 являются:

1. Увеличен объем внутренней сверхоперативной памяти данных.

2. Введена память команд.

3. Введен аппаратный таймер.

4. Используется мультиплексирование данных и адреса в порту ввода/вывода.