54.Устройство управления микроконтроллера.

- регистр команд;

- счетчик команд;

- микропрограммное УУ;

- очередь команд.

Счетчик команд (PC) хранит адрес команды и увеличивает свое состояние перед считыванием команды из памяти. Разрядность счетчика команд 13 бит.

Младший байт счетчика является полностью доступным для чтения и записи регистрам. Разрядность регистра команд 14 бит.

По тактовому сигналу, поступающему на вход OSC1 МК, формируются 4 тактовые не перекрывающиеся последовательности (Q1, Q2, Q3, Q4).

Командный цикл состоит из двух циклов:

1)выборка команд; 2)выполнение команд.

Длительность командного цикла 8 тактов.

Во время выполнения текущей команды из памяти считывается следующая команда и загружается в очередь команд. Таким образом, командный цикл – 4 такта.

Команды передачи управления выполняются за 8 тактов, т.к. очередь команд очищается.

Типы данных:

Разрядность данных 8 бит.

1)целые данные без знака (0–255).

2)целые данные со знаком хранятся и обрабатываются в дополнительном коде (-128–127).

МК содержит 8-разрядный рабочий регистр (аккумулятор).

55.Алу микроконтроллера.

Арифметические операции: сложение, вычитание.

Логические операции: логическое сложение ИЛИ, логическое умножение И, логическое отрицание НЕ, исключающее ИЛИ (неравнозначность).

По результату работы АЛУ формирует флаги:

- С – флаг переноса;

- Z – флаг нуля;

- DC – флаг дополнительного переноса (заема) из младшей тетрады в старшую.

Флаги хранятся в спец. регистре STATUS в разрядах [2–0].

Типы данных:

1)целые без знака.

2)целые со знаком (хранятся в дополнительном коде).

Разрядность данных 8 бит

56 Таймер микроконтроллера.

В базовых моделях семейства имеются два программируемых 16-битных таймера/счетчика (T/C0 и T/C1), которые могут быть использованы как в качестве таймеров, так и в качестве счетчиков внешних событий. Каждый из них состоит из двух 8-битных регистров TH0 (старший байт) и TH0 (младший байт) для таймера 0 или TH1 (старший байт) и TH1 (младший байт) для таймера 1.

В режиме таймера содержимое соответствующего таймера/счетчика инкрементируется в каждом машинном цикле, т.е. через каждые 12 периодов колебаний кварцевого резонатора.

В режиме счетчика содержимое соответствующего таймера/счетчика инкрементируется под воздействием перехода из 1 в 0 внешнего входного сигнала, подаваемого на вывод микроконтроллера T0 или T1. Так как на распознавание периода требуются два машинных цикла, максимальная частота подсчета входных сигналов равна 1/24 частоты резонатора. На длительность периода входных сигналов ограничений сверху нет. Для гарантированного прочтения входной сигнал должен удерживать значение 1, как минимум, в течение одного машинного цикла микро-ЭВМ.

57 Система прерываний микроконтроллера.

Системы обработки прерываний микроконтроллеров предоставляют возможности контроля за событиями в реальном времени. При возникновении прерывания исполнение текущей инструкции приостанавливается; производятся действия, предусмотренные для данной ситуации. По окончании обработки прерывания выполнение программы продолжается с того места, на котором произошла ее остановка.

Источниками запроса на прерывание (IRQ) могут быть внутренние и периферийные устройства, программные процессы и инструкции. Простейшая схема обработки прерывания выглядит следующим образом:

прием запроса на прерывание;

сохранение состояния текущего процесса;

выполнение инструкций по обработке прерывания;

восстановление состояния процесса и возврат к его выполнению.

Как мы видим, с помощью данного механизма можно решать чрезвычайно широкий круг задач контроля, управления, обеспечения надежности и т.п. Но успех решения той или иной задачи, а также его эффективность, сильно зависят от конкретной реализации системы обработки прерываний.