Изучите раздел методических указаний “Взаимодействие микроконтроллера с объектами управления” и подготовьте к отладке программы

ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Целью работы является изучение основ организации взаимодействия микроконтроллеров семейства Intel 8051 с объектами управления. Цель состоит также в продолжении начатого в лабораторных работах №1 - №3 [4 - 6] изучения интегрированной среды IDE Silabs фирмы Silicon Laboratories, предназначенной для разработки программного обеспечения этого семейства.

При подготовке к работе изучаются основные приёмы программирования, направленные на организацию работы с различными объектами управления. Далее студенты составляют программы на языке ассемблера.

Перед началом лабораторной работы проводится коллоквиум (как вариант – контрольная работа). Студенты, успешно ответившие на поставленные вопросы, допускаются к лабораторной части работы.

При выполнении лабораторного задания осуществляется ввод исходных текстов программ, ассемблирование и отладка программ.

После выполнения работы оформляется отчёт с указанным ниже содержанием.

В качестве основы для подготовки данного пособия была использована работа [1], в которой аналогичные задачи решаются в другой среде разработки.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ ПОДГОТОВКИ

Изучите аппаратные средства микроконтроллеров, предназначенные для взаимодействия с объектами управления

Микроконтроллер C8051 F064 (из семейства 8-разрядных микроконтроллеров архитектуры i51).

Параллельные порты P0-P3. Альтернативные функции порта P3.

Регистры таймеров TH0, TL0 и TH1, TL1. Работа в режиме таймера и в режиме счётчика. Регистр режима таймера/счётчика TMOD, формат управляющего слова. Режимы работы таймера/счётчика. Регистр управления/статуса таймера TCON, функциональное назначение разрядов.

Буфер приёмопередатчика SBUF. Режимы работы последовательного порта. Регистр управления приёмопередатчиком SCON, функциональное назначение разрядов. Работа UART в мультиконтроллерных системах. Установка скорости приёма/передачи. Регистр управления мощностью PCON, функциональное назначение разрядов. Система прерываний микроконтроллера. Регистр приоритетов прерываний IP, регистр маски прерываний IE [1 - 3].

Изучите систему команд микроконтроллера с точки зрения поддержки взаимодействия с объектами управления

Типы операндов и структура информационных связей. Символические имена регистров специальных функций и портов. Адресация битов в регистрах специальных функций, карта адресуемых битов. Команды работы с регистрами специальных функций [1, 2, 4].

Изучите раздел методических указаний “Взаимодействие микроконтроллера с объектами управления” и подготовьте к отладке программы

Для дальнейшей работы в лаборатории подготовьте к отладке следующие программы:

1) подпрограмма обработки внешнего прерывания,

2) программа ожидания импульсного сигнала,

3) программа формирования временной задержки программным способом,

4) программа формирования временной задержки с помощью таймера,

5) программа подсчёта числа импульсов между двумя событиями,

6) программа подсчёта числа импульсов за заданный промежуток времени на основе двух таймеров/счётчиков,

7) программа опроса группы двоичных датчиков с передачей управления подпрограммам,

8) программа опроса группы импульсных датчиков,

9) программа генерации импульсного сигнала,

10)программа работы с последовательным портом,

11)программа измерения временных интервалов программным способом,

12)программа измерения временных интервалов на основе таймера.

Некоторые примеры программ оставляют возможность оптимизации с учётом особенностей системы команд микроконтроллера. Выполните оптимизацию. Дополните программы командами и директивами, обеспечивающими тестирование и дальнейшую отладку в лаборатории.

Контрольные вопросы

1. Перечислите характерные черты архитектуры однокристальных микроконтроллеров, направленные на взаимодействие с объектами управления.

2. Укажите назначение регистров специальных функций.

3. Перечислите альтернативные функции параллельных портов.

4. В каком состоянии находятся параллельные порты после формирования сигнала RST?

5. Может ли порт одновременно являться источником операнда и приемником результата операции?

6. Как инвертировать отдельные биты портов?

7. С какой частотой инкрементируется содержимое таймера/счётчика при работе в качестве таймера?

8. Чему равна максимальная частота подсчёта входных сигналов при работе таймера/счётчика в режиме счётчика?

9. Охарактеризуйте режимы работы таймера-счётчика.

10. Как с помощью таймера можно измерить длительность импульсного сигнала?

11. Охарактеризуйте режимы работы последовательного порта.

12. Для чего предназначен регистр SCON?

13. Поясните принцип работы UART в мультиконтроллерных системах.

14. Как изменить скорость передачи данных через последовательный порт?

15. Для чего используется девятый бит?

16. Нарисуйте схему прерываний. Перечислите и охарактеризуйте типы прерываний.

17. Для чего нужен регистр масок прерывания? Как изменить приоритеты прерываний?

18. Чем отличаются команды RET и RETI?

19. Перечислите команды операций с битами.

20. Как организовать процедуру ожидания события с помощью одной команды?

21. Укажите, какие из регистров специальных функций допускают битовую адресацию.

22. Перечислите средства IDE SiLabs, предназначенные для отладки взаимодействия микроконтроллера с объектами управления.

23. Какие ограничения накладываются на длительность обнаруживаемого импульсного сигнала при программной реализации цикла ожидания?

24. Поясните принципы устранения дребезга контактов.

25. Поясните принцип организации процедур подсчёта числа импульсов между двумя событиями и за заданный промежуток времени.

26. В чём заключается табличный способ генерации микроконтроллером сложных последовательностей управляющих сигналов?

27. Поясните принцип генерации периодических и апериодических сигналов.

28. Как программно формируются задержки разной длительности?

29. Как с помощью микроконтроллера измерить временной интервал? Как оценить точность измерения?