3. Периферийные устройства микроконтроллера

В группу периферийных устройств микроконтроллеров типа Х51 входят следующие периферийные устройства:

1. параллельный порт ввода-вывода P0;

2. параллельный порт ввода-вывода P1;

3. параллельный порт ввода-вывода P2;

4. параллельный порт ввода-вывода P3;

5. таймер-счётчик T/C0;

6. таймер-счётчик T/C1;

7. последовательный порт (SP);

8. контроллер прерываний (IC).

1. Параллельные порты ввода-вывода

Параллельные порты ввода-вывода предназначены для приема, выдачи байтов данных. Отдельные разряды портов могут быть использованы независимо друг от друга для приема и выдачи битов.

Порты P0 и P2 могут использоваться для подключения внешней памяти (см. п. 1.2.1).

Параллельный порт ввода-вывода Р3, кроме функций по приему и выдаче байтов и битов, выполняет альтернативные функции.

Выводы порта Р3.0 и Р3.1 при работе последовательного порта являются входом приемника (RXD) и выходом передатчика (TXD) соответственно.

Выводы порта Р3.2 и Р3.3 используются для приема сигналов запросов прерывания от внешних источников (INT0 и INT1 соответственно).

Выводы порта Р3.4 и Р3.5 используются для приема внешних сигналов Т0 и Т1, поступающих в таймеры-счетчики Т/СО и Т/С1 соответственно при работе в режиме счета внешних событий.

Выводы Р3.6 и Р3.7 при подключении к микроконтроллеру внешней памяти данных (ERAM) используются для выдачи сигналов записи (WR) и чтения (RD) соответственно (см. п. 1.2.1).

2. Таймер-счетчик т/с0

Таймер-счетчик Т/С0 ведет счет импульсов, поступающих от внутреннего источника с частотой F_osc/12 (счет времени) или со входа Т0 (Р3.4) (счет внешних событий). Событием является отрицательный перепад сигнала. Счет может вестись по модулю 2⁸, 2¹³ или 2¹⁶. При переполнении счетчика (счет ведется на увеличение) формируется запрос прерывания, поступающий в контроллер прерываний. Счет продолжается без остановки.

В состав таймера-счетчика Т/С0 входят два восьмиразрядных регистра TL0 и ТН0. Работой таймера-счетчика Т/С0 управляют разряды регистров специальных функций TCON (TCON.7–4) и ТМОD (TMOD.3–0). Схемы распределения разрядов в регистрах TCON и ТМОD представлены на рисунке 1.9.

7	6	5	4	3	2	1	0
TF1	TR1	TF0	TR0
а)

7	6	5	4	3	2	1	0
GATE	С/Т	M1	М0	GATE	С/Т	M1	М0
Т/С1				Т/С0
б)
а) регистр TCON.7 – 4; б) регистр TMOD Рисунок 1.9 – Схемы распределения разрядов в регистрах TCON и TMOD

Таймер-счетчик Т/С0 может работать в четырех режимах. Выбор режима определяется комбинацией состояний разрядов TMOD.1, TMOD.0=M1, M0.

При M1,М0=0,0 (режим 0) таймер-счетчик ведет счет по модулю 213 (т.е. максимальное число для счета 213). При этом используются оба регистра ТН0 и TL0 (ТН0 старший в паре регистров).

При M1, М0=0,1 (режим 1) счет ведется по модулю 2¹⁶. При M1,М0=1,0 (режим 2) счет ведется по модулю 2⁸, который хранится в регистре TL0. ТН0 используется в качестве регистра памяти. Код, хранящийся в этом регистре, загружается в регистр TL0 при каждом его переполнении (автоперезагрузка регистра TL0).

В режимах 0, 1, 2 на счетный вход счетчика поступает внутренний сигнал с частотой F_osc/12 (при TMOD.2=С/Т=0) или внешний сигнал, поступающий на вход Р3.4 (при TMOD.2=С/Т=1).

При TMOD.3=GATE=0 счет ведется при единичном состоянии разряда TCON.4=TR0. При TR0=0 счет остановлен.

При TMOD.3=GATE=1 счет ведется при единичном состоянии разряда TCON.4=TR0 и единичном значении сигнала INT0 на входе Р3.2. При нулевом состоянии разряда TR0 или нулевом значении сигнала INT0 счет остановлен.

При переполнении счетчика устанавливается в единичное состояние разряд TCON.5=TF0 и в контроллер прерываний поступает запрос прерывания от таймера-счетчика Т/С0.

Сброс разряда TCON.5=TF0 в нулевое состояние выполняется автоматически при переходе к выполнению соответствующей прерывающей программы.

В режиме 3 (M1,М0=1,1) регистры TL0 и ТН0 работают независимо и каждый ведет счет по модулю 2⁸.

На вход счетчика с регистром TL0 в зависимости от значения разряда TMOD.2=С/Т поступает или внутренний сигнал с частотой F_osc/12 (при С/Т=0), или внешний сигнал с входа Р3.4 (при С/Т=1). На вход счетчика с регистром ТН0 поступает внутренний сигнал с частотой F_osc/12.

Счетчик с регистром TL0 ведет счет при TCON.4=TR0=1 (при TMOD.3=GATE=0) или при ТР0=1 и INT0=1 (при GATE=1), а счетчик с регистром ТН0 – при TCON.6=TR1=1.

При переполнении регистра TL0 устанавливается в единичное состояние разряд TCON.5=TF0 и в контроллер прерываний поступает запрос прерывания TF0. При переполнении регистра ТН0 в единичное состояние устанавливается разряд TCON.7=TF1. Разряды TF0 и TF1 сбрасываются в нулевое состояние при переходе к выполнению соответствующих прерывающих программ.

Запрос прерывания TF1 в таймере-счетчике Т/С0 в режиме 3 не формируется.