Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 icon

Лабораторная робота №1 по курсу: "Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9



НазваниеЛабораторная робота №1 по курсу: "Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9
В. Б. Загоровский
Дата конвертации11.12.2012
Размер76.13 Kb.
ТипДокументы
1. /Лабы по микропроцессорам/MMTSLW1.doc
2. /Лабы по микропроцессорам/MMTSLW2.doc
3. /Лабы по микропроцессорам/MMTSLW3.doc
4. /Лабы по микропроцессорам/MMTSLW4.doc
5. /Лабы по микропроцессорам/MMTSLW42.doc
Лабораторная робота №1 по курсу: "Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9
Лабораторная робота №2 по курсу: "Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи" Изучение команд монитора buffalo
Лабораторная робота №3 по курсу: "Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи" Изучение режимов адресации и команд ассемблера микроконтроллера по обмену данными
Лабораторная робота №4 по курсу: "Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи" Команды ветвления ассемблера микроконтроллера
Лабораторная робота №4 по курсу: "Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи" Команды ветвления ассемблера микроконтроллера

Министерство образования Украины

Национальный технический университет Украины

Кафедра звукотехники и регистрации информации


Лабораторная робота №1


по курсу: "Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи"


Ознакомление с архитектурой микроконтроллера MC68HC11E9


Руководитель: Выполнил:

доц. Швайченко В. Б. Загоровский А. В.

____________________ ст. 3-го курса ФЕЛ

личная подпись гр. ДЗ-81

зач. книжка №ДЗ-8122

____________________

личная подпись


2001

1 Цель работы

Изучение структуры отладочного модуля и архитектуры микроконтроллера МC68НС11E9, их основных характеристик, назначения выводов и механических параметров, особенностей регистров общего назначения и специальных функций.


2 Теоретические сведения

Микроконтроллер MC68HC11E9 относится к серии высокопроизводительных восьмибитовых микроконтроллеров невысокой стоимости серии M68HC11 с низким энергопотреблением. В микроконтроллере используются мультиплексированные шины, скорость работы которых может достигать 3 MHz. Его схемотехника позволяет снижать частоту работы вплоть до десятых долей MHz.
Ниже представлены основные параметры микроконтроллера MC68HC11E9:

 центральный процессор (ЦП) M68HC11;

 режимы сохранения энергии STOP и WAIT;

 12 КВ интегрированной ROM;

 512 В интегрированной EEPROM с блоком защиты для дополнительной безопасности;

 512 В интегрированной RAM (с сохранением энергии в резервном режиме);

 16-битная система таймировки:

 четыре выходных канала сравнения,

 три входных канала захвата,

 один входной канал захвата или выходной канал сравнения;

 8-битовый импульсный аккумулятор;

 цепь прерывания реального времени;

 система слежения за правильной работой компьютера;

 синхронный последовательный периферийный интерфейс (SPI);

 асинхронный последовательный коммуникационный интерфейс (SCI) без возвращения к нулю (NRZ);

 8-канальный 8-битовый аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

 38 выводов ввода/вывода (I/O) общего назначения:

 16 двунаправленных выводов I/O,

 11 выводов только для ввода, 11 выводов только для вывода;

 возможность упаковки как в 52-выводный Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC), так и в 64-выводный Quad Flat Pack (QFP).

Ниже представлены структурная схема микроконтроллера (рисунок 2.1) и описание выводов 52-выводного PLCC (рисунок 2.2).

Р
исунок 2.1


Р
исунок 2.2

Центральный процессор

Центральный процессор содержит семь программно (или косвенно) доступных регистров, структура которых представлена на рисунке 2.3.

Аккумуляторы А и В

Аккумулятор А и аккумулятор В  это 8-разрядные регистры обще­го назначения, используемые для хранения операндов и результатов ариф­метических вычислении или работы с данными. Эти два аккумулятора могут быть объединены в один 16-разрядный аккумулятор, называемый аккумулятором D.

Индексный регистр Х

16-разрядный регистр Х используется для индексного режима адре­сации. Он обеспечивает 16-разрядный индекс, который добавляется к 8-битовому смещению, содержащемуся в команде для того, чтобы вычис­лить эффективный адрес. Регистр Х можно также использовать как счет­чик или регистр для временного хранения данных.

Индексный регистр Y

16-pазрядпын регистр Y также может быть использован для индексной адресации, подобно регистру Х. Однако все команды, использующие регистр Y содержат один дополнительный байт кода и время выполнения увеличивается на один дополнительный цикл.


Р
исунок 2.3

Указатель стека SP

Указатель стека  это 16-разрядный регистр, который содержит ад­рес следующей свободной ячейки стека. Стек представляет собой последовательность ячеек памяти, организованных по принципу LIFO (Last In First Out), что позволяет сохранять данные при прерываниях и вызовах подпрограмм. Каждый раз при добавлении в стек нового байта значение регистра SP уменьшается, а при извлечении из стека  увеличивается.

Программный счетчик PC

Программный счетчик является 16-разрядным регистром, содержа­щим адрес следующей выполняемой команды.

Регистр признаков CCR

Регистр признаков представляет собой восьмиразрядный регистр, биты которого отражают состояние системы АЛУ после выполнения оче­редной команды. Эти биты можно раздельно протестировать в ходе выполнения программы и, в зависимости от результата, предпринять определенные действия. Каждый бит регистра признаков подробно рассмат­ривается ниже.

Флаг переноса/заема (С) устанавливается, если в течение последней арифметической операции в арифметико-логическом устройстве (АЛУ) был зафиксирован перенос или заем. На этот флаг также оказывают влияние команды сдвига и циклического сдвига.

Флаг переполнения (V) устанавливается, если в результате арифметической операции было зафиксировано переполне­ние, в противном случае флаг сбрасывается.

Флаг нулевого результата (Z) устанавливается в том случае, если результатом последней арифметической, логической команды или команды пересылки данных был нуль, в противном случае флаг сбрасывается.

Флаг отрицательного результата (N) устанавливается, если результатом последней арифметической, логической команды или коман­ды пересылки данных было отрицательное число, в противном случае флаг сбрасывается. Число считается отрицательным, если его старший знача­щий бит равен единице.

Маска прерываний I (I)  бит маскирования прерывании может быть установлен как аппаратно, так и командой в ходе выполнения програм­мы. Установленный бит запрещает все маскируемые прерывания (как внешние, так и внутренние).

Флаг полупереноса (Н) устанавливается в том случае, когда в ходе выполнения команд ADD, ADA или ADC в АЛУ был зафиксирован перенос из младшей тетрады результата в старшую, во всех остальных случаях флаг сбрасывается.

Маска прерываний X (X)  бит может быть установлен только аппаратно (посредством сигналов на выводах RESET/ или XIRQ/). Сбро­сить его можно программно  командой ТАР или RTI.

Флаг запрещения режима STOP (S)  бит запрещает выполнение коман­ды STOP, когда он установлен, и разрешает ее выполнение в противном случае. Бит S полностью управляется программно. Если бит S установ­лен, то команда STOP интерпретируется как NOP.


Карта памяти

Структура карты памяти ОМ, эмулирующая работу ОМЭВМ МС68НС11E9 представлена ниже. Карта памяти показана с учетом особеннос­тей эмуляции данной ОЭВМ отладочным модулем.

$0000 - $0035  ОЗУ пользователя

$0036 - $004А  указатель стека пользователя

$004В - $00СЗ  переменные монитора

$00C4 - $00FF  таблица векторных переходов

Внутреннее ОЗУ $0000 - $00FF

Не используется $0100 - $0FFF

PRU + Reg.DECODE $1000 - $17FF

Не используется $1800 - $3FFF

FLIP-FLOP DECODE $4000 - $5FFF

OPTIONAL 8K RAM $6000 - $7FFF

Не используется $8000 - $97FF

TERMINAL ACIA $9800 - $9FFF

Не используется $A000 - $B5FF

ЭСППЗУ $B600 - $B7FF

Не используется $B800 - $BFFF

ОЗУ пользователя $C000 - $DFFF

ППЗУ монитора $E000 - $FFFF

В рассматриваемой карте памяти:

 внутреннее ОЗУ ($0000 - $00FF)  256 байт памяти внутренне­го ОЗУ микроконтроллера. Следует учитывать, что пользователю для использования в своих программах отводится область с $0000 по $0035 то есть 54 байта. ОЗУ с адреса $0036 по адрес $004А пред­назначено под стек пользователя. Остальная часть ОЗУ использу­ется для хранения переменных монитора-отладчика и таблицы век­торов прерываний.

 область с адреса $1000 по адрес $17FF содержит внутренние управляющие регистры и регистры эмулятора портов ввода/выво­да;

 по адресам с $4000 по $5FFF находится переключатель использо­вания шины 0 порта D. Эта шина может использоваться как шина ввода/вывода или как сигнал RxD последовательного синхронного интерфейса;

 область адресного пространства с $6000 по $7FFF предназначена : для дополнительного ОЗУ, которое, при необходимости, можно установить на плату оценочного модуля;

 программы пользователя размещаются в ОЗУ с адреса $С000 по адрес $DFFF. Эта область предназначена для отладки программ пользователя, которые в дальнейшем можно будет записать в ППЗУ и разместить с адреса $F000, полностью эмулируя однокри­стальный режим (в оценочном режиме работы оценочного модуля);

 ЭСППЗУ ($В600 - $B7FF)  512 байт внутреннего ЭСПЗУ микрокон­троллера.

По адресам $Е000 - $FFFF во внешнем ПЗУ находится програм­ма монитор-отладчик BUFFALO.

Наконец, область портов ввода/вывода и внутренних регистров содержит служебные ячейки, отвечающие за работу встроенных аппарат­ных средств ОМЭВМ.

Комплекс отладки



Комплекс программ­но-аппаратных средств предназначен для оценки возможностей, а также отладки программ и схемотехники разрабатываемых контрол­леров на базе однокристальных микро-ЭВМ серии МС68НС11 фирмы Motorola. Структурная схема модуля для отладки программ и схемотехнических устройств на базе МС68НС11E9 приведена на ри­сунке 2.4.

Рисунок 2.4

В состав комплекса входят:

 терминал ПЭВМ, обеспечивающий ввод директив и данных, а также отображение сообщений и различного рода информации;

 учебно-отладочный модуль (ОМ), позволяющий загружать и выполнять программы во встроенном ОЗУ модуля, выполнять различ­ные операции с памятью и регистрами ОМЭВМ, а также выполнясь многие другие функции, подробное описание которых приводится ниже;

 плата имитатора внешних устройств, предназначенная для ими­тации внешних воздействий и отображения состояния некоторых ли­ний портов ОМЭВМ.

Связь между терминалом и ОМ осуществляется по последова­тельному интерфейсу RS-232. Управление диалогом осуществляет спе­циальная npoгрaммa-монитоp BUFFALO, записанная в ПЗУ ОМ, ко­торая выводит на экран терминала сообщения, воспринимает дирек­тивы с клавиатуры терминала и производит необходимые действия.

Использование в качестве терминала ПЭВМ позволяет использовать текстовый редактор и кросс-ассемблер для подготовки исход­ного текста программы, ассемблирования его и загрузки объектного кода, получившегося в результате, в память ОМ для последующего вы­полнения и анализа.


3 Выводы


Микроконтроллер MC68HC11E9, обладая невысокой стоимостью и низким энергопотреблением (с возможностью перевода процессора в режим энергосбережения, а интегрированного ОЗУ в резервный режим), а также достаточной простотой изготовления, внедрения (возможность упаковки в два типа корпуса с небольшим числом выводов: PLCC и QFP) и использования (написание и отладка программного обеспечения для классического микропроцессорного ядра M68HC11), поддерживающий основные типы памяти с возможность адресации до 64 КВ внешней памяти (два режима работы: одиночный и расширенный, при котором внешняя адресная шина расширяется до 16 бит), возможностью снижения тактовой частоты до долей мегагерц, имея в своём составе 8-битный аналогово-цифровой преобразователь с возможностью параллельной обработки 8 входных каналов и 2 последовательных интерфейса связи, является очень удачным решением для любых встраиваемых систем (связи, контроля, управления и прочее).

Интегрированное одноплатное исполнение модуля отладки, использование распространённого интерфейса RS-232 для подключения к ПЭВМ и наличие специальной программы-монитора BUFFALO, упрощают его изучение и использование, а также способствуют удешевлению устройства.



Похожие:

Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 icon№ п/п Термин
Прерывание bios с номером в пределах от 00H до 1FH, предназначенное для ввода-вывода информации в компьютере с архитектурой x86,...
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconДокументы
1. /OOP/Лабораторная работа ь00-Введение.doc
2. /OOP/Лабораторная...

Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 icon3. Ознакомление с учебным планом по курсу "Психология" для средней школы
Основной целью данной преддипломной практики является преподавание курса "Психология" ученикам старших классов средней школы
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconЛабораторная работа 2-7
Целью настоящей работы является ознакомление с основными параметрами операционного усилителя (ОУ) по переменному и постоянному токам...
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconНекоторые особенности проектирования систем автоматизации, связи и сигнализации в помещениях со свободными планировками
Главный специалист отдела инженерных систем, коммуникаций и сооружений Мосгосэкспертизы
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconДокументы
1. /пример систем связи и сигнализации/сист. оповещ/SM_0435-CC1-SN_35_36-0_2 floor этаж 2...
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconДокументы
1. /пример систем связи и сигнализации/пож.сигн/SM_0435-CC1-DI_13_14-0_3 floor план этажа...
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconДокументы
1. /пример систем связи и сигнализации/охр.телев/SM_0435-CC1-OTV_76_77-0_3 floor план этажа...
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconДокументы
1. /пример систем связи и сигнализации/с-ма контр.дост/SM_0435-CC1-OSKD_59-0_11 floor Layout1...
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconДокументы
1. /пример систем связи и сигнализации/пож.сигн/SM_0435-CC1-DI_23_24-0_Servis PLAN (1) 1.pdf
Лабораторная робота №1 по курсу: \"Микропроцессоры и микроконтроллеры для систем связи\" Ознакомление с архитектурой микроконтроллера mc68HC11E9 iconН. Э. Баумана Методические указания для лабораторной работы по курсам апбс ч. 3, «Биотелеметрия» оптические системы связи в биотелеметрии лабораторная работа
Методические указания для лабораторной работы по курсам апбс ч. 3, «Биотелеметрия»
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов