Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
Кафедра «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
Реферат
по дисциплине «Однокристальные микроконтроллеры»
Тема: «Центральный процессор микроконтроллера семейства Motorola 68HC05»
Профессор, д.т.н., проф. А.В. Никонов
Студент Я.Ю.Тюленёв
Сургут 2012
Содержание
Введение……………………..…………………………………………………3
Микроконтроллер MC68HC05…..…………………………………………4
Центральный процессор……...……………………………………………...4
ЦП с аккумулятором………..…………………………………………..……4
Стек………..…………………………………………..………………………..8
Заключение……………………………………………………………….……9
Список использованных источников……………………………………...10
Введение
Компания Motorola производит более 300 типов различных микроконтроллеров и интегрированных процессоров, от простейших 8-ми разрядных микро-ЭВМ семейства MC68HC05, до мощных интегрированных процессоров семейства MPC800 на базе ядра Power PC и цифровых процессоров сигналов. Микроконтроллеры фирмы Motorola составляют несколько семейств, различающихся вычислительной мощностью и ориентированных на различные области применения. В первую очередь это 8-ми разрядные семейства: HC05, HC11. Семейство MC68HC05 содержит наибольшее число микроконтроллеров (более 180 модификаций). Это семейство формировалось крупносерийными потребителями, заказывающими проблемно-ориентированные конфигурации микроконтроллеров, поэтому семейство MC68HC05 нередко называют семейством "заказанных" микроконтроллеров. История развития семейств MC68HC05/08/11 начинается с базового микропроцессора MC6800, выпущенного ещё в 1974 году. Первые микроконтроллеры HC05 представляли собой типичные микропроцессоры 6800 с модифицированной архитектурой, пересаженные на "микроконтроллерную" почву.
Последующее продвижение MOTOROLA происходило в направлении совершенствования процессорного ядра "дедушки" (семейство HC11, основанное на микропроцессорной архитектуре II поколения MC6809, и семейство HC08 с усовершенствованным процессорным ядром МС6800) и ускорения работы самого процессора (семейство HC11 и, особенно, HC08).
Микроконтроллер mc68hc05
Основанный на Неймановской архитектуре, простой, по сегодняшним понятиям, процессор с классической аккумуляторной архитектурой и индексным регистром адресует до 64 Кбайт памяти и имеет укороченную систему команд микропроцессора 6800, состоящую в общей сложности из 65 инструкций. Определенным минусом, безусловно, является отсутствие регистров общего назначения для быстрых регистровых операций и соответственно работающих с ними команд.
Длительность исполнения большинства команд составляет от 2 до 6 машинных циклов или от 1 до 3 мкс при внутренней тактовой частоте 2 МГц. Исключением являются несколько команд, таких как, к примеру, команда умножения 8х8, занимающая 11 машинных циклов, и команды, связанные с обработкой прерываний.
Центральный процессор
Основой для создания процессорного ядра микроконтроллеров Motorola семейства 68НС05 (и 68НС08) послужил микропроцессор 6800, имеющий архитектуру фон-Неймана или Принстонскую архитектуру. Это означает, что память программ, память данных и регистры ввода/вывода располагаются в едином адресном пространстве (рис 1).
Данная архитектура предоставляет ряд преимуществ, благодаря большей гибкости программирования. Наряду с возможностью использования операционных систем реального времени (ОСРВ) и отладчиков/мониторов, программы могут быть загружены в оперативную память RAM с целью их тестирования и отладки без выполнения этапов программирования/стирания EPROM.
МП фирмы Motorola имел ряд существенных преимуществ. Прежде всего, кристалл МС6800 требовал для работы одного номинала питания , а система команд оказалась весьма прозрачной для программиста. Архитектура МП также имела ряд особенностей. Микропроцессор МС 6800 содержал два аккумулятора, и результат операции АЛУ мог быть помещен в любой из них. Но самым ценным качеством структуры МС 6800 было автоматическое сохранение в стеке содержимого всех регистров процессора при обработке прерываний (Z80 требовалось для этого несколько команд PUSH). Процедура восстановления РОН из стека тоже выполнялась аппаратно.