Порядок виконання роботи. 1. Написати програму за завданням викладача.

1. Написати програму за завданням викладача.

2. Ввести програму в середовищі mVision2.

3. Пройти програму в покроковому режимі, перевіряючи правильність виконання програми.

Зміст звіту

1. Найменування та мета роботи.

2. Текст програми з коментарями.

3.4 Контрольні запитання

1. Внутрішня структура контролера, розподіл пам'яті та склад регістрів.

2. Логічні команди (знання дії будь-якої команди).

3. Команди передачі керування (знання дії будь-якої команди).

4. Директиви Асемблера для виділення пам'яті під змінні та масиви. Принципи роботи зі змінними та масивами.

5. Принципи організації циклічних операцій.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ПРОГРАМУВАННЯ ЗОВНІШНІХ ПОРТІВ КОНТРОЛЕРА І ЗАСОБІВ РЕАЛЬНОГО ЧАСУ.

Мета роботи.Вивчити принципи програмування зовнішніх портів контролера і засобів реального часу контролера Intel iMCS-8051 (К1816ВЕ51).

Теоретичні відомості

Підсистема вводу/виводу (ВВ) мікроконтролера ВЕ51 розміщується безпосередньо на кристалі. Для ВВ даних і керування процесом їхньої передачі до складу МК уведений ряд портів даних і регістрів управління/стану, сукупність яких утворює набір спеціальних регістрів. Фізична система ВВ мікроконтролера ВЕ51 складається з чотирьох двонаправлених 8-розрядних портів Р0—РЗ. Усі порти ВВ відображені в просторі внутрішньої пам'яті DSEG по адресах 80Н, 90Н, 0А0Н, 0В0Н и нічим не відрізняються від звичайних комірок пам'яті. Відмова від ізольованого простору ВВ, яке використовується в архітектурі процесора 8048, дозволяє збільшити обчислювальну ефективність МС при інтенсивному використанні ВВ і привела до більш регулярної структури набору команд ВЕ51.

Будь-яка команда з операндом із внутрішньої пам'яті може бути застосована до вмісту портів Р0—РЗ. Крім того, порти Р0—РЗ сполучені з бітовим простором BSEG, що забезпечує доступ до окремих його розрядів незалежно від інших. Порти Р0—РЗ займають адреси BSEG: 80H-87H, 90Н-97Н, 0А0Н — 0А7Н и 0В0Н-0В7Н відповідно. Розширення простору ВВ може бути виконане за рахунок простору XSEG чи іншими засобами за допомогою самих портів Р0—РЗ і SBUF. При звертанні до зовнішньої пам'яті програм чи даних порти Р0, Р2 виконують функції системних шин AD і АВ відповідно. Молодший байт адреси і дані передаються через Р0 у мультиплексному режимі: спочатку виводиться адреса, а потім для передачі даних використовується порт. Старший байт адреси формується на Р2. Лінії порту РЗ реалізують управління циклами обміну й інші спеціальні функції апаратного рівня:

Таблиця 4.1 Лінії порту Р3

У випадку МК 8052 дві лінії Р1 також виконують спеціальну функцію:

Pl.0 T2 -Зовнішній вхід таймера/лічильника 2

Pl.1 T2EX -Вхід керування автоматичним перезавантаженням таймера/лічильника 2

Буферні каскади порту РЗ побудовані так, що для виконання спеціальної операції відповідний розряд вихідного регістра РЗ повинен бути встановлений у 1. Інакше на виході буде 0. Порти Р1—РЗ мають вбудоване навантаження, тоді як для порту Р0, виконаного за схемою з відкритим колектором, потрібно зовнішнє навантаження. Кожен вихід портів Р0—РЗ може бути використаний як вихідний незалежно від інших. Для переходу якого-небудь виходу в режим входу у відповідний розряд вихідного регістра повинна бути записана 1. При скиданні МК стан усіх портів установлюється рівним 0FFH. Усі 32 виходи портів Р0—РЗ тестуються індивідуально за допомогою умовних команд розгалуження:

JB bit, rel ;Якщо BSEG (bit) =1, то :SJMP rel

JNB bit, rel ;Якщо BSEG (bit) =0, то :SJMP rel

JBC bit, rel ;Якщо BSEG (bit) = 1, то ;SJMP rel і BSEG (bit)=1. Остання команда після тестування завжди на виході порту, як і в будь-якому іншому розряді з простору BSEG, установлює 0.

Робота таймерів/лічильників. Кожний з таймерів/лічильників ТЛ0— ТЛ 1 (ТЛ 2) виконує функцію таймера (С/Т=0) чи лічильника (С/Т=1). Функція таймера полягає в рахунку синхроімпульсів, що повторюються з частотою OSC/12, функція лічильника - в рахунку числа переходів з 1 у 0 на виходах Т0, Т1 чи Т2. У цьому режимі відповідний вхід тестується протягом фази S5P2 кожного машинного циклу. При виявленні стану 1 в одному циклі й стану 0 у наступному за ним значення зв'язаного з входом лічильника збільшується на 1. У фазі S3P1 нового машинного циклу модифіковане значення відображається в регістровій парі. Так як процедура виявлення переходу триває два машинних цикли, то максимальна швидкість рахунку не повинна перевищувати OSC/24. Існує єдине обмеження, що накладається на часову послідовність вхідних імпульсів, що підлягають рахунку - кожен рівень (1 чи 0) повинен утримуватися незмінним принаймні протягом одного машинного циклу. У рамках обраної функції визначені чотири режими роботи для ТЛ 0, ТЛ 1 (М0, Ml) і три для ТЛ 2 (CP/RL2, RCLK, TCLK).

Режим 0 таймерів/лічильників ТЛ0. (мал. 4.1,а). У даному режимі рахунковий регістр має довжину 13 біт (5 молодших розрядів TLj і THj, j=0-l), три старших розряди TLj ігноруються. Сигнал переповнення лічильника фіксується прапорцем TFj. Рахунок дозволяється при TRj=l і GATE = 0 або TRj = 1 і INTj = 1. Установка GATE = 1 дає можливість таймеру вимірювати ширину імпульсів на вході INTj. Установка прапорця TRj не впливає на вміст THj, TLj.

Режим 1 подібний до режиму 0, за винятком того, що в ньому використовується повний 16-розрядний лічильник ТН, TL.

Режим 2 конфігурує 8-розрядний лічильник TLj з автозавантаженням умістом THj (мал. 4.1,б). Сигнал переповнення TLj не тільки встановлює прапорець TFj, але і перезавантажує TLj умістом THj.

	Рис. 4.1. Робота таймерів/лічильників ТЛ0, ТЛ1: а—в режимі 0 и 1; б -в режимі 2; в—в режимі 3 (тільки ТЛ0)
		Рис. 4.2. Робота таймера/лічильника ТЛ2 в режимах захоплення (а) й автозавантаження (б)

Режим 3 для ТЛ 0 і ТЛ 1 здійснюється по-різному. У випадку ТЛ 0 два рахункових регістри TL0 і ТН0 розглядаються незалежно один від одного (рис. 4.1, в). Логіка управління роботою TL0 аналогічна режиму 1. Другий лічильник працює в режимі таймера, керованого прапорцем TR1. Сигнал переповнення фіксується прапорцем TF1. У випадку ТЛ 1 режим 3 зупиняє рахунок, подібно до того, як це було при TR1=0 в інших режимах. Використання режиму 3 дозволяє збільшити число лічильників МК BE51 до трьох, що може бути необхідно в деяких практичних випадках.

У МК 8052 мається ще один 16-розрядний лічильник ТЛ 2, що може працювати в одному з трьох основних режимів: захоплення (CP/PL2=1), автозавантаження (CP/RL2 = 0) і генератора швидкості (RCLK==1 чи TCLK=1). Залежно від стану прапорця EXEN2 визначені два варіанти організації режиму захоплення (рис. 4.2,а). При EXEN2 = 0 сигнал переповнення ТЛ 2 установлює прапорець переповнення TF2. Додатково до цього при EXEN2 =1 кожен перехід з 1 у 0 на вході Т2ЕХ викликає перезавантаження 16-розрядного регістра ТЛ 2 значенням, що зберігається в САР2, і установку прапорця EXF2. У режимі автозавантаження (рис.4. 2.б) кожне переповнення ТЛ 2, крім установки прапорця TF2 викликає перезавантаження СТ2 значенням із САР2.

Одночасно з цим при EXEN2=1 реалізується можливість перезавантаження ТЛ2 переходом з 1 у 0 на вході Т2ЕХ і установку прапорця EXF2. При RCLK=1 чи TCLK=1 пристрій працює в режимі генератора швидкості приймача чи передавача послідовного каналу зв'язку.

Таблиця 4.2 Керування режимом ТЛ0

Керування режимом роботи ТЛ 0 (таблиця 4.2), ТЛ 1 здійснює регістр TMOD (Timer/Counter Mode), що розташований за адресою 89Н. Регістр розбитий на два 4-розрядних підрегістри T0MOD і T1MOD, що відповідальні за керування ТЛ 0 і ТЛ 1 відповідно.

За керування ТЛ0, ТЛ1 також відповідає регістр TCON (Timer/Counter Control), розташований за адресою 88Н.

Таблиця 4.3 Регістр TCON

Молодша половина регістра використовується для керування входами запиту на переривання INT0 і INT1, старша половина - для керування ТЛ0 і ТЛ1. Для керування роботою ТЛ2 служить регістр T2CON (Timer/ Counter 2 Control), розташований за адресою 0С8Н.

Таблиця 4.4 Регістр T2CON

Продовження таблиці 4.4

Розглянемо приклад програмивикористання лічильника/таймера для синхронізації процесу в реальному часі. На входи Р0.0 і Р0.1 підходять зовнішні сигнали, а до виходів Р1.0 і Р1.1 підключені світлодіоднііндикатори. Потрібно кожні 50 мкс перевіряти стан входів і якщо:

- Р0.0 дорівнює «1», то включити індикатор на виході Р1.0, інакше виключити;

- Р0.1 дорівнює «1» виключити індикатор на виході Р1.1, інакше включити.

NAME TIMER

PROG SEGMENT CODE ; оголошення сегмента коду

STACK SEGMENT IDATA ; оголошення сегмента стека

RSEG STACK

DS 10H

CSEG AT 0

USING 0

JMP START

RSEG PROG

START:

MOV SP,#STACK-1 ; ініціалізація покажчика стека

MOV TMOD, #00000010B ; включення лічильника/таймера 0 у режим 2

MOV TH0, #205 ; занесення дільника в регістр автозавантаження

MOV TL0, #205 ; занесення дільника в рахунковий регістр

MOV TCON, #00010000B ; включення лічильника/таймера 0

LAB1:

JNB TF0, LAB1 ; чекання переповнення лічильника/таймера 0

CLR TF0 ; очищення прапорця переповнення ТЛ0

JNB 80H, LAB2 ; якщо Р0.0 = 0 перехід на LAB2

SETB 90H ; установка Р1.0 у «1»

SJMP LAB3 ; перехід на LAB3

LAB2:

CLR 90H ; установка Р1.0 у «0»

LAB3:

JB 81H, LAB4 ; Якщо Р0.1 = «1» перехід на LAB4

SETB 91H ; установка Р1.1 у «1»

SJMP LAB1 ; перехід на LAB1

LAB4:

CLR 91H ; установка Р1.0 у «0»

SJMP LAB1 ; перехід на LAB1

END

Поиск по сайту: