Микроконтроллеры семейства MCS-51

1.Общие особенности управляющих микроконтроллеров. 5

1.1.Четырехразрядные микроконтроллеры. 5

2.Управляющие восьмиразрядные микроконтроллеры семейства MCS-51 фирмы Intel и совместимые с ними. 6

2.1.Структурная организация микроконтроллера i8051. 6

2.1.1.Общие характеристики. 6

2.1.2.Арифметико-логическое устройство. 7

2.1.3.Назначение выводов микроконтроллера 8051. 8

3.Организация ОЗУ, ПЗУ и регистров микроконтроллера 8051. 10

3.1.1.Память программ (ПЗУ). 10

3.1.2.Память данных (ОЗУ). 10

3.1.3.Регистры специальных функций. 11

3.1.4.Регистры специальных функций. 11

3.1.5.Регистр флагов (PSW). 12

3.1.6.Устройство управления и синхронизации. 13

3.2.Организация портов ввода вывода микроконтроллера 8051. 13

3.2.1.Общие сведения. 13

3.2.2.Альтернативные функции. 13

3.2.3.Устройство портов. 14

3.2.4.Особенности электрических характеристик портов. 15

3.3.Таймеры / счетчики микроконтроллеров семейства 8051. 15

3.3.1.Регистр режима работы таймера/счетчика TMOD.. 16

3.3.2.Регистр управления/статуса таймера TCON. 16

3.3.3.Режимы работы таймеров-счетчиков. 16

3.4.Последовательный порт микроконтроллера 8051. 18

3.5.Регистр управления/статуса приемопередатчика SCON. 18

3.5.1.Функциональное назначение бит регистра управления/статуса приемопередатчика SCON. 19

3.5.2.Скорость приема/передачи информации через последовательный порт. 19

3.5.3.Регистр управления мощностью PCON. 19

3.6.Система прерываний микроконтроллера 8051. 20

3.6.1.Регистр масок прерывания (IE). 21

3.6.2.Регистр приоритетов прерываний (IP). 21

3.6.3.Выполнение подпрограммы прерывания. 21

3.7.Работа с внешней памятью микроконтроллера 8051. 22

3.8.Режимы микроконтроллера 8051 с пониженным энергопотреблением. 22

3.8.1.Режим ХХ. 23

3.8.2.Режим ВНП. 23

4.Система команд микроконтроллера семейства 8051. 24

4.1.1.Общая характеристика. 24

4.1.2.Типы команд. 24

4.1.3.Типы операндов. 24

4.1.4.Группы команд. 25

4.1.5.Oбозначения, используемые при описании команд. 26

4.1.6.Команды пересылки данных микроконтроллера 8051. 26

4.1.7.Команды арифметических операций 8051. 27

4.1.8.Команды логических операций микроконтроллера 8051. 28

4.1.9.Команды операций над битами микроконтроллера 8051. 29

4.1.10.Команды передачи управления микроконтроллера 8051. 29

5.Дополнительные устройства в расширенных вариантах микроконтроллера. 31

5.0.1.Расширения микропроцессоров семейства MCS-51/52. 31

5.0.2.8052. 31

5.0.3.8XC51FA. 32

5.0.4.8XC51GB. 32

5.0.5.80С152. 32

5.0.6.Маркировка микроконтроллеров фирмы Intel. 33

5.1.PCA микроконтроллера 8051. 34

5.2.16-разрядный таймер-счетчик устройства РСА микроконтроллера MCS-51. 35

5.2.1.Регистр режимов PCA таймера-счетчика CMOD. 35

5.2.2.Регистр управления РСА таймером-счетчиком CCON. 36

5.3.Модули сравнения-захвата PCA микроконтроллеров MCS-51. 36

5.3.1.Регистр режимов модуля сравнения захвата ССАРМn. 36

5.3.2.Режимы работы РСА. 37

5.4.Режимы работы PCA микроконтроллеров семейства MCS-51. 37

5.4.1.Режим захвата. 37

5.4.2.Режим 16-разрядного программируемого таймера. 37

5.4.3.Режим скоростного вывода. 38

5.4.4.Режим сторожевого таймера (watchdog timer). 38

5.4.5.Режим генерации импульсов заданной скважности. 39

5.5.Аналого-цифровой преобразователь микроконтроллеров семейства MCS-51. 39

5.5.1.ADCON - Регистр управления преобразователем. 40

5.5.2.ADDAT - регистр результатав преобразования. 40

5.5.3.DAPR - регистр программирования опорных напряжений АЦП. 40

5.5.4.Синхронизация АЦП и время преобразования. 41

5.6.Таймер счетчик Т/С2 микроконтроллера 8052. 42

5.6.1.Регистр управление таймера/счетчика 2 T2COM. 42

5.6.2.Режимы работы таймера/счетчика 2. 42

5.6.3.Регистр режима таймера/счетчика 2 Т2МОD. 43

5.6.4.Дополнительный регистр приоритетов прерываний IРН. 44

6.Семейство MCS-251. 45

7.Однокристальные микроконтроллеры Intel MCS-96. 47

7.1.Общая характеристика. 47

7.1.1.Структура микроконтроллера. 47

7.2.Периферийные устройства. 48

7.2.1.Устройства ввода и вывода данных. 48

7.2.2.Устройство ввода и вывода дискретных сигналов. 48

7.2.3.Устройства ввода и вывода аналоговых сигналов. 49

7.2.4.Устройства обмена данными с другими микроконтроллерами и центральным процессором. 49

7.2.5.Устройства приема и обслуживания запросов прерывания. 50

7.2.6.Устройства контроля правильности функционирования микроконтроллера. 50

7.2.7.Характеристики микроконтроллеров подсемейств. 50

7.2.8.Почему 80C196 быстрее, чем 8051?. 51

8.Особенности программирования микроконтроллеров и процессоров цифровой обработки сигналов. 52

8.1.1.Общие особенности. 52

8.2.Типы инструментальных средств разработки и отладки программ для микроконтроллеров и процессоров цифровой обработки сигналов. 52

8.3.Внутрисхемные эмуляторы. 52

8.3.1.Принцип работы. 52

8.3.2.Классификация внутрисхемных эмуляторов. 52

8.3.3.Функциональные возможности внутрисхемных эмуляторов. 53

8.3.4.Достоинства и недостатки внутрисхемных эмуляторов. 53

8.4.PICE-51. 53

8.4.1.Внутрисхемный эмулятор 8-разрядных микроконтроллеров семейства 8051. 53

8.4.2.Характеристика аппаратуры. 54

8.4.3.Характеристики программного обеспечения. 55

8.4.4.Структурная схема эмулятора PICE-51. 55

8.4.5.Варианты комплектации эмулятора PICE-51. 56

8.4.6.Сравнительные характеристики некоторых эмуляторов для микроконтроллеров семейства 8051. 56

8.5.Программные симуляторы. 57

8.6.Платы развития. 58

8.7.Отладочные мониторы. 58

8.7.1.Принцип работы. 58

8.7.2.Достоинства и недостатки отладочных мониторов. 58

8.8.Эмуляторы ПЗУ. 59

8.9.Типичные функциональные модули средств разработки и отладки. 59

8.10.Отладчик. 60

8.11.Узел эмуляции микроконтроллера. 60

8.12.Эмуляционная память. 60

8.13.Подсистема точек останова. 60

8.14.Процессор точек останова. 61

8.15.Трассировщик. 61

8.16.Профилировщик. 61

8.17.Интегрированная среда разработки. 61

9.Программные средства для микроконтроллеров семейства MCS-51. 63

9.1.Дизассемблеры MCS-51. 63

9.2. Введение в интегрированную отладочную среду ProView для микроконтроллеров семейства MCS-51, 251, XA.. 63

9.2.1.Оптимизирующий кросс-компилятор C51. 64

9.2.2.Макроассемблер A51. 64

9.2.3.Компоновщик L51. 64

9.2.4.Отладчик/симулятор WinSim51. 64

9.3.Быстрый старт. 64

9.3.1.Запуск ProView и создание файла проекта. 65

9.3.2.Добавка файла с исходным текстом и его редактирование. 65

9.3.3.Компиляция и компоновка. 66

9.3.4.Тестирование и отладка. 66

9.3.5.Пошаговый режим и выход из отладчика. 68

9.3.6.Следующий шаг. 68

9.4.Интегрированная отладочная среда mVision2. 71

9.5..Компиляторы с языка ассемблер для микроконтроллеров семейства MCS-51. 71

10.Основные характеристики микроконтроллеров MCS 51 / MCS 251. 72

11.Микроконтроллеры семейства MCS51 и его аналоги. 74

12.Список литературы. 75.