МІНІСТЕРСТВО НАУКИ ТА ОСВІТИ УКРАЇНИ
Національний університет кораблебудування
Д.В. Костенко
Методичні вказівки
до лабораторних робіт по дисципліні
"Проектування мікроконтролерних пристроїв"
Миколаїв, 2004 р.
УДК
Д.В. Костенко. Методичні вказівки до лабораторних робіт по дисципліні "Проектування мікроконтролерних пристроїв". – Миколаїв, НУК, 2004. – с.
Кафедра електрообладнання суден
Приведені основні відомості по устрою мікроконтролерів Microchip середньої серії, засобам адресації і набору команд. Описаний порядок роботи з інтегрованим середовищем розробки MPLAB. Подані методичні вказівки щодо виконання 7-ми лабораторних робіт по вивченню технології програмування мікроконтроллерів з використанням периферійних модулів та переривань.
Вказівки призначені для студентів НУК, що навчаються на спеціальності "Захист інформації з обмеженим доступом і автоматизація її обробки в комп’ютерних системах і мережах".
Рисунків 3, список літератури з 2-х найменувань.
Рецензент – д-р техн. наук Блінцов В.С.
© Національний університет кораблебудування, 2004
ВСТУП
Розвиток технологій, що використовуються в електронній промисловості, привів до значного здешевлення електронних компонентів. Особливо це торкається 8-розрядних мікроконтролерів. З урахуванням зростання ресурсів мікроконтролерів і розвитку технології постійної пам'яті з електричним стиранням стало можливим використовувати мікроконтролери там, де вони раніше не застосовувалися. З'явився навіть новий напрям - вбудовувані системи управління. Окремий інтерес є вживанням мікроконтролерів в системах обмеження доступу із застосуванням технології Keeloq. Алгоритм декодування є відкритим, тому достатньо просто реалізуються такі пристрої, як транспондери, іммобилайзери і так далі.
Дисципліна "Проектування мікроконтролерних пристроїв" заснована на теоретичних положеннях, одержаних студентами в рамках вивчення дисципліни "Мікропроцесорні пристрої" і ставить своєю задачею отримання практичних навичок в розробці і програмуванні найпростіших пристроїв на основі мікроконтролерів.
1. Основні відомості про мікроконтролери Microchip середньої серії
PIC контролери середньої серії призначені для вбудованих систем управління телеметрії в промисловому, транспортному і іншому устаткуванні. Широке розповсюдження обумовлено невисокою вартістю, надійністю, простотою системи команд, великим набором периферійних модулів. Залежно від типу мікроконтролери можуть містити до трьох таймерів, аналогово-цифровий перетворювач, компаратори, джерело опорної напруги, енергонезалежну пам'ять даних, блоки захват-порівняння-ШІМ, послідовний зв'язковий інтерфейс, синхронний послідовний інтерфейс, паралельні порти уведення-виведення, паралельний порт типу “загальна шина”. Контролери мають Гарвардську RISC архітектуру, тобто мають роздільні адресні простори програм і даних і скорочений набір команд. Основним елементом процесорного пристрою є арифметично-логічний пристрій ALU, який може виконувати додавання, віднімання, зсуви, основні логічні операції (див. рис. 1).
Функції акумулятора виконує робочий регістр W. Особливістю даного контролера є те, що результат операції може бути поміщений як в робочий регістр, так і в регістр, що містить другий операнд. Результати операції відображаються в регістрі ознак STATUS. Другий операнд поступає на арифметично-логічний пристрій через перемикач MUX. При використовуванні безпосередньої адресації другий операнд витягується з коду команди, який буферезується в регістрі команд Instruction reg, а при використанні непрямої або прямої адресації поступає з шини даних Data Bus. Всі елементи пам'яті, регістри спеціальних функцій процесорного ядра і управляючі регістри периферійних блоків знаходяться в єдиному регістровому файлі RAM File Registers і доступні для читання і запису як регістри загального призначення. Мікроконтролер має симетричну систему команд, тобто будь-який регістр в регістровому файлі програмно доступний для будь-якої команди з використанням будь-якого способу адресації. При використанні прямої адресації адреса операнда повинна знаходитися в коді команди. При використовуванні непрямої адресації адреса операнда витягується з регістра-покажчика FSR, а в коді команди указується фізично неіснуючий неявний регістр з адресою 0. Вибір режиму адресації здійснюється перемикачем Addr MUX.
Рис. 1. Структура процесорного ядра
Для розміщення програм призначена область пам'яті, яка називається FLASH Program Memory. Пам'ять програм має розрядність 14, завдяки чому вдалося зробити всі команди довжиною в одне машинне слово. Адресний простір складає 8 К слів. Для зберігання адреси команди призначений лічильник команд Program Counter. Оскільки мікроконтролер оперує з 8-і бітовими даними, то лічильник команд роздільний на дві частини. Молодша частина лічильника команд доступна для читання і запису як регістр загального призначення PCL. Старша частина лічильника команд програмно не доступна, але є програмно доступний буфер старшої частини лічильника команд PCLATH. Для зберігання адреси повернення для підпрограм і переривань є 8-і рівневий програмно недоступний апаратний стек. Мікроконтролер має вектор скидання 00 і вектор переривань 04. Для забезпечення роботи всіх вузлів операційного пристрою у складі процесорного ядра є дешифратор команд Instruction Decode & Control. Крім того, до складу мікроконтролерів входить ряд блоків, що забезпечують запуск і роботу процесорного ядра – тактовий генератор, сторожовий таймер, розвинена схема скидання при подачі і зниженню напруги живлення.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
