Программирование микроконтроллеров MCS-51 (стр. 5 )

Среди оригинальных разработок Atmel в рамках семейства MCS-51 отметим следующие (см. табл.1.4):

- 20-выводные микроконтроллеры AT89С2051/1051, открывшие дорогу семейству MCS-51 в сферу "1-долларовых" приложений;

- микроконтроллеры с каналом SPI, обеспечивающие возможность внутрисхемного программирования FLASH памяти. Эта функция может быть очень удобна в производстве, когда программирование микросхем осуществляется уже после их монтажа;

- микроконтроллер с резидентной памятью типа EEPROM, обеспечивающей хранение оперативных данных при отключенном питании микросхемы.

Фирма Dallas Semiconductor в первую очередь получила известность среди производителей семейства MCS-51 своей серией DS5000 (табл.1.4). Оригинальность микроконтроллеров этой серии заключается в том, что их резидентная память программ выполнена в виде NVRAM - оперативной памяти, энергонезависимость которой обеспечивается литиевой батарейкой, встроенной непосредственно в корпус микросхемы. Фирма дает 10-летнюю гарантию на сохранность информации в NVRAM. Микроконтроллеры серии DS5000 имеют архитектуру стандартного ядра MCS-51, поэтому их временные характеристики полностью идентичны характеристикам микроконтроллера 8051.

Отметим, что фирма Dallas Semiconductor первой попыталась усовершенствовать архитектуру семейства MCS-51. Как известно, базовая архитектура этого семейства обеспечивает не оптимальную процедуру выборки и выполнения команд. Например, команда MOV A, Rn выбирается и выполняется микроконтроллером 8051 за 6 тактов, а следующие 6 тактов происходит холостая выборка команды по следующему адресу. В результате затрачивается 12 тактов тактового генератора МК. Специалисты Dallas Semiconductor переработав архитектуру МК 8051 создали группу микроконтроллеров DS8xC300/500 (табл.1.4), в которых типовой цикл выборки и выполнения команд сократился до 4-х тактов, а холостые выборки были исключены. Таким образом, команда MOV A, Rn стала выполняться за 4 такта тактового генератора, т. е. в 3 раза быстрее. Команды МК 8051, которые не имели холостых выборок, в DS8xC300/500 "ускорились" в 1,5 раза.

Список литературы

1. Каталог инструментальных средств для микроконтроллеров/ Фитон. М., 1998.

 

Глава 2.

ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ MCS-51

2.1. Программная модель микроконтроллера 8051

	0FFFH
	23H TI, RI
	1BH T/C1
	13H INT1
	0BH T/C0
	03H INT0
	00H
15 8
	PC
7 0
	Рис.1. Структура резидентной памяти программ микроконтроллера 8051

В предыдущей главе было отмечено, что ядром семейства MCS-51 является микроконтроллер 8051 (отечественный аналог КР1816ВЕ51). В связи с этим представляется целесообразным рассмотрение особенностей программирования указанного семейства на примере именно этого микроконтроллера.

Программная модель МК 8051 содержит резидентную память данных, регистры специальных функций, резидентную память программ и программный счетчик PC.

Резидентная память программ (рис.1) имеет байтовую организацию и доступна только по чтению, при этом ее ячейки (4 Кбайт) адресуются с использованием двенадцати младших разрядов PC. Резидентная память программ может быть дополнена внешней памятью. В этом случае общий максимально допустимый объем памяти программ составит 64 К. Младшие адреса резидентной памяти программ отведены под обработку внешних прерываний , , прерываний от таймеров/счетчиков T/C0, T/C1 и прерывания от последовательного порта. В случае возникновения какого-либо из указанных прерываний происходит обращение к соответствующей ячейке резидентной памяти программ (например, при возникновении прерывания в PC записывается код 0003H).

Резидентная память данных (рис.2) состоит из 128-ми 8-разрядных ячеек с адресами 00H-7FH и может быть дополнена внешней памятью данных емкостью до 64 К. При этом пространства резидентной и внешней

Резидентная память данных

Регистры специальных функций

7FH

F7

F6

F5

F4

F3

F2

F1

F0

0F0H

E7

E6

E5

E4

E3

E2

E1

E0

0E0H

30H

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

0D0H

7F

7E

7D

7C

7B

7A

79

78

2FH

-

-

-

BC

BB

BA

B9

B8

0B8H

77

76

75

74

73

72

71

70

2EH

B7

B6

B5

B4

B3

B2

B1

B0

0B0H

6F

6E

6D

6C

6B

6A

69

68

2DH

AF

-

-

AC

AB

AA

A9

A8

0A8H

67

66

65

64

63

62

61

60

2CH

A7

A6

A5

A4

A3

A2

A1

A0

0A0H

5F

5E

5D

5C

5B

5A

59

58

2BH

SBUF

99H

57

56

55

54

53

52

51

50

2AH

9F

9E

9D

9C

9B

9A

99

98

98H

4F

4E

4D

4C

4B

4A

49

48

29H

97

96

95

94

93

92

91

90

90H

47

46

45

44

43

42

41

40

28H

TH1

8DH

3F

3E

3D

3C

3B

3A

39

38

27H

TH0

8CH

37

36

35

34

33

32

31

30

26H

TL1

8BH

2F

2E

2D

2C

2B

2A

29

28

25H

TL0

8AH

27

26

25

24

23

22

21

20

24H

TMOD

89H

1F

1E

1D

1C

1B

1A

19

18

23H

8F

8E

8D

8C

8B

8A

89

88

88H

17

16

15

14

13

12

11

10

22H

PCON

87H

0F

0E

0D

0C

0B

0A

09

08

21H

DPH

83H

07

06

05

04

03

02

01

00

20H

DPL

82H

R7

1FH

SP

81H

87

86

85

84

83

82

81

80

80H

R0

18H

R7

17H

R0

10H

R7

0FH

R0

08H

Рис.2. Структура резидентной памяти данных и регистров специальных функций микроконтроллера 8051

R7

07H

R0

00H

памяти не пересекаются, так как доступ к ним осуществляется с помощью разных команд.