- •Вычислительные машины, системы и сети. Микроконтроллеры и микропроцессоры в системах управления
- •Содержание
- •Глава 1. Архитектура семейства mcs51 14
- •Глава 2. Особенности микроконтроллера 80c51gb 46
- •Глава 3. Программирование mk 8051gb 94
- •Глава 4. Язык программирования asm-51 117
- •Глава 5. Язык программирования с-51 139
- •Введение
- •Глава 6. Подготовка программ в интегрированной среде разработки Keil μVision2 187
- •Глава 7. Описание учебного контроллера 204
- •Глава 1. Архитектура семейства mcs51
- •1.1 Общие характеристики
- •1.2 Структурная схема
- •1.4 Организация памяти
- •1.4.1 Память программ (пзу)
- •1.4.2 Память данных (озу)
- •1.4.3 Регистры специальных функций
- •1.4.4 Регистр флагов (psw)
- •1.5 Устройство управления и синхронизации
- •1.6 Организация портов ввода-вывода
- •1.6.1 Общие сведения
- •1.6.2 Альтернативные функции
- •1.7. Таймеры / счетчики микроконтроллеров семейства 8051
- •1.7.1. Структура таймеров-счетчиков
- •1.7.2 Режимы работы таймеров-счетчиков
- •1.8. Последовательный порт
- •1.8.1. Структура последовательного порта
- •1.8.2. Регистр управления/статуса приемопередатчика scon
- •1.8.3. Регистр управления мощностью pcon
- •1.9. Система прерываний
- •1.9.1. Структура системы прерываний
- •1.9.2 Выполнение подпрограммы прерывания
- •Глава 2. Особенности микроконтроллера 80c51gb
- •2.1 Функциональные особенности
- •2.2 Порты I/o p0-p5
- •2.2.1 Функционирование портов ввода-вывода
- •2.2.2 Запись в порт
- •2.3 Особенности системы прерываний 8xc51gb
- •Разрешение/запрещение прерываний
- •Регистр iе
- •Регистр iеа
- •Управление приоритетами прерываний
- •Регистр ip
- •Регистр iрн кристаллов 8xc51gb
- •Регистр ipа кристалла 8xc51gb
- •Регистр iрна кристаллов 8xc51gb
- •Внешние прерывания
- •Регистр exicon
- •2.3. Узел ацп
- •Регистры результатов преобразований ацп
- •Регистр результатов сравнения ацп - асмр
- •Регистр результата сравнения асмр
- •Режим сравнения ацп
- •Режим запуска ацп
- •Режимы входа ацп
- •Использование ацп для меньшего количества каналов
- •Ацп в режиме микропотребления.
- •2.4. Аппаратный сторожевой таймер
- •2.5. Обнаружение сбоя тактового генератора
- •2.6. Матрица программируемых счётчиков рса
- •2.6.1. Структура pca
- •2.6.2. Регистр режима счётчика рса (cmod)
- •2.6.3. Регистр управления счётчика рса (con)
- •Регистр управления рса - ccon
- •Режим 16-битного программного таймера
- •Высокоскоростной выход - hso
- •Режим сторожевого таймера (рис. 2.22)
- •Широтно-импульсный модулятор — pwm (рис.2.23, рис.2.24)
- •2.7. Расширенный последовательный порт
- •2.8. Таймеры/счетчики
- •Таймер 0 и Таймер 1
- •Таймер 2
- •Режимы работы таймера 2
- •Режим захвата
- •Генерирование импульсов
- •Глава 3. Программирование mk 8051gb
- •3.1. Программная модель (рис. 3.1, рис. 3.2)
- •3.2 Типы данных
- •3.3 Способы адресации данных
- •3.4 Система команд
- •3.4.1 Общая характеристика
- •3.4.2 Типы команд
- •3.4.3 Типы операндов
- •3.4.4 Команды пересылки данных микроконтроллера
- •3.4.5 Команды арифметических операций 8051
- •3.4.6 Команды логических операций микроконтроллера 8051
- •3.4.7 Команды операций над битами микроконтроллера 8051
- •3.4.8. Команды передачи управления микроконтроллера 8051
- •3.5 Отладка программ
- •Глава 4. Язык программирования asm-51
- •4.2 Запись текста программы
- •4.3 Алфавит языка.
- •4.4 Идентификаторы.
- •4.5 Числа
- •4.6 Директивы
- •4.7.4. Реализация подпрограмм обработки прерываний на языке asm51
- •4.7 Реализация подпрограмм на языке asm51
- •4.7.1 Структура подпрограммы-процедуры на языке asm51
- •4.7.2 Передача переменных-параметров в подпрограмму
- •4.7.3 Реализация подпрограмм-функций на языке asm51
- •4.8 Структурное программирование на языке ассемблера
- •4.9 Особенности трансляции многомодульных программ
- •4.10 Использование сегментов
- •4.10.1 Разбиение памяти мк на сегменты (рис. 4.9)
- •4.10.2 Абсолютные сегменты памяти
- •4.10.2 Перемещаемые сегменты памяти.
- •Глава 5. Язык программирования с-51
- •5.1 Общая характеристика языка
- •5.3 Структура программ с-51
- •5.3. Элементы языка программирования с-51
- •5.3.1. Символы
- •5.3.2. Лексические единицы, разделители и использование пробелов
- •5.3.3 Идентификаторы
- •5.3.4 Ключевые слова
- •5.3.5 Константы
- •5.4. Выражения в операторах языка программирования
- •5.5. Приоритеты выполнения операций
- •5.6. Операторы языка программирования c-51
- •5.6.1. Операторы объявления
- •5.6.2 Исполняемые операторы
- •5.6.3 Оператор присваивания
- •5.6.4 Условный оператор
- •5.6.5 Структурный оператор {}
- •5.6.6 Оператор цикла for
- •5.6.7 Оператор цикла с проверкой условия до тела цикла while
- •5.6.8 Оператор цикла с проверкой условия после тела цикла do while
- •5.6.9 Оператор break
- •5.6.10 Оператор continue
- •5.6.11 Оператор выбора switch
- •5.6.12 Оператор безусловного перехода goto
- •5.6.13 Оператор выражение
- •5.6.14 Оператор возврата из подпрограммы return
- •5.6.15 Пустой оператор
- •5.7. Объявление переменных в языке программирования
- •5.7.1. Объявление переменной
- •5.7.2 Категории типов данных
- •5.7.3 Целые типы данных
- •5.7.4 Числа с плавающей запятой
- •5.7.5 Переменные перечислимого типа
- •5.7.6. Объявление массивов в языке программирования c-51
- •5.7.7. Структуры
- •5.7.8. Объединения (смеси)
- •5.8. Использование указателей в языке c-51
- •5.8.1. Объявление указателей
- •5.8.2. Нетипизированные указатели
- •5.8.3. Память зависимые указатели
- •5.9. Объявление новых типов переменных
- •5.10. Инициализация данных
- •5.11. Использование подпрограмм в языке программирования с-51
- •5.11.1. Определение подпрограмм
- •5.11.2. Параметры подпрограмм
- •5.11.3. Предварительное объявление подпрограмм
- •5.11.4 Вызов подпрограмм
- •5.11.5 Рекурсивный вызов подпрограмм
- •5.11.6 Подпрограммы обработки прерываний
- •5.11.7 Области действия переменных и подпрограмм
- •5.12. Многомодульные программы
- •Глава 6. Подготовка программ в интегрированной среде разработки Keil μVision2
- •6.1 Создание проекта на языке asm-51
- •6.2 Пример создания проекта на языке c для учебного контроллера в интегрированной среде разработки Keil μVision2
- •Глава 7. Описание учебного контроллера
- •7.1. Структура контроллера (рис. 7.1)
- •7.2. Адресное пространство
- •7.2.1. Распределение памяти (рис. 7.2)
- •7.2.2 Внешняя память
- •7.2.3. Внутренняя память данных
- •7.3. Распределение портов ввода-вывода
- •7.4. Последовательный порт
- •7.5. Работа с жки
- •Приложение п1. Список рекомендуемых лабораторных работ
- •Конкретные задания для обучаемых составляет преподаватель. Для отладки каждой из программ необходимо:
- •7. Текст программы.
- •8. Перечень выявленных в примерах ошибок
- •9. Выводы.
- •Список литературы
- •195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.
- •194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 21
Глава 2. Особенности микроконтроллера 80c51gb 46
2.1 Функциональные особенности 46
2.1 Функциональные особенности 46
2.2 Порты I/O P0-P5 47
2.2 Порты I/O P0-P5 47
2.2.1 Функционирование портов ввода-вывода 47
2.2.1 Функционирование портов ввода-вывода 47
2.2.2 Запись в порт 50
2.2.2 Запись в порт 50
2.3 Особенности системы прерываний 8XC51GB 53
2.3 Особенности системы прерываний 8XC51GB 53
Разрешение/запрещение прерываний 54
Разрешение/запрещение прерываний 54
Управление приоритетами прерываний 55
Управление приоритетами прерываний 55
Внешние прерывания 58
Внешние прерывания 58
2.3. Узел АЦП 60
2.3. Узел АЦП 60
2.4. Аппаратный сторожевой таймер 65
2.4. Аппаратный сторожевой таймер 65
2.5. Обнаружение сбоя тактового генератора 67
2.5. Обнаружение сбоя тактового генератора 67
2.6. Матрица программируемых счётчиков РСА 68
2.6. Матрица программируемых счётчиков РСА 68
2.6.1. Структура PCA 68
2.6.1. Структура PCA 68
Module 0 68
Module 0 68
P1.3/CEX0 68
P1.3/CEX0 68
Module 1 68
Module 1 68
P1.4/CEX1 68
P1.4/CEX1 68
Module 2 68
Module 2 68
P1.5/CEX2 68
P1.5/CEX2 68
Module 3 69
Module 3 69
P1.6/CEX3 69
P1.6/CEX3 69
Module 4 69
Module 4 69
P1.7/CEX4 69
P1.7/CEX4 69
Focs/12 69
Focs/4 69
Timer 0 Overflow 69
P1.2/ECI 69
2.6.2. Регистр режима счётчика РСА (CMOD) 71
2.6.2. Регистр режима счётчика РСА (CMOD) 71
2.6.3. Регистр управления счётчика РСА (CON) 72
2.6.3. Регистр управления счётчика РСА (CON) 72
MSB LSB 72
2.7. Расширенный последовательный порт 81
2.7. Расширенный последовательный порт 81
2.8. Таймеры/счетчики 84
2.8. Таймеры/счетчики 84
Расположение выводов микроконтроллеров группы 8XC51GB 91
Расположение выводов микроконтроллеров группы 8XC51GB 91
Глава 3. Программирование mk 8051gb 94
3.1. Программная модель (рис. 3.1, рис. 3.2) 94
3.1. Программная модель (рис. 3.1, рис. 3.2) 94
3.2 Типы данных 98
3.2 Типы данных 98
3.3 Способы адресации данных 98
3.3 Способы адресации данных 98
3.4 Система команд 100
3.4 Система команд 100
3.4.1 Общая характеристика 100
3.4.1 Общая характеристика 100
3.4.2 Типы команд 101
3.4.2 Типы команд 101
3.4.3 Типы операндов 102
3.4.3 Типы операндов 102
3.4.4 Команды пересылки данных микроконтроллера 103
3.4.4 Команды пересылки данных микроконтроллера 103
3.4.5 Команды арифметических операций 8051 106
3.4.5 Команды арифметических операций 8051 106
Формат PSW 108
3.4.6 Команды логических операций микроконтроллера 8051 109
3.4.6 Команды логических операций микроконтроллера 8051 109
3.4.7 Команды операций над битами микроконтроллера 8051 111
3.4.7 Команды операций над битами микроконтроллера 8051 111
3.5 Отладка программ 116
3.5 Отладка программ 116
Глава 4. Язык программирования asm-51 117
4.2 Запись текста программы 118
4.2 Запись текста программы 118
4.3 Алфавит языка. 119
4.3 Алфавит языка. 119
4.4 Идентификаторы. 120
4.4 Идентификаторы. 120
4.5 Числа 122
4.5 Числа 122
4.6 Директивы 123
4.6 Директивы 123
4.7 Реализация подпрограмм на языке ASM51 127
4.7 Реализация подпрограмм на языке ASM51 127
4.7.1 Структура подпрограммы-процедуры на языке ASM51 127
4.7.1 Структура подпрограммы-процедуры на языке ASM51 127
4.7.2 Передача переменных-параметров в подпрограмму 128
4.7.2 Передача переменных-параметров в подпрограмму 128
4.7.3 Реализация подпрограмм-функций на языке ASM51 128
4.7.3 Реализация подпрограмм-функций на языке ASM51 128
4.7.4. Реализация подпрограмм обработки прерываний на языке ASM51 129
4.7.4. Реализация подпрограмм обработки прерываний на языке ASM51 129
4.8 Структурное программирование на языке ассемблера 130
4.8 Структурное программирование на языке ассемблера 130
4.9 Особенности трансляции многомодульных программ 132
4.9 Особенности трансляции многомодульных программ 132
4.10 Использование сегментов 134
4.10 Использование сегментов 134
4.10.1 Разбиение памяти МК на сегменты (рис. 4.9) 134
4.10.1 Разбиение памяти МК на сегменты (рис. 4.9) 134
4.10.2 Абсолютные сегменты памяти 135
4.10.2 Абсолютные сегменты памяти 135
4.10.2 Перемещаемые сегменты памяти. 136
4.10.2 Перемещаемые сегменты памяти. 136