Философия микропроцессорной техники. Философия микропроцессорной техники

• Название: Философия микропроцессорной техники
• Анкор: Философия микропроцессорной техники.doc
• Дата: 13.11.2019
• Размер: 2.23 Mb.
• Имя файла: Философия микропроцессорной техники.doc
• Тип: Глава; #94952
• страница: 16 из 34

Микроконтроллеры подгруппы PIC16F8X обладают развитыми возможностями ввода/вывода:

• 
  13 линий ввода-вывода с индивидуальной установкой направления обмена;
  
• 
  высокий втекающий/вытекающий ток, достаточный для управления светодиодами:
  
• 
  максимальный втекающий ток – 25 мА;
  
• 
  максимальный вытекающий ток – 20 мА;
  
• 
  8-битный таймер/счетчик TMR0 с 8-битным программируемым предварительным делителем.
  

Специализированные микроконтроллерные функции включают следующие возможности:

• 
  автоматический сброс при включении (Power-on-Reset);
  
• 
  таймер включения при сбросе (Power-up Timer);
  
• 
  таймер запуска генератора (Oscillator Start-up Timer);
  
• 
  сторожевой (Watchdog) таймер   WDT с собственным встроенным генератором, обеспечивающим повышенную надежность;
  
• 
  EEPROM бит секретности для защиты кода;
  
• 
  экономичный режим SLEEP;
  
• 
  выбираемые пользователем биты для установки режима возбуждения встроенного генератора;
  
• 
  последовательное встроенное устройство программирования Flash/EEPROM памяти программ и данных с использованием только двух выводов.
  

КМОП технология обеспечивает МК подгруппы PIC16F8X дополнительные преимущества:

• 
  статический принцип работы;
  
• 
  широкий диапазон напряжений питания: 2,0 ... 6,0 В;
  
• 
  низкое энергопотребление:
  
• 
  менее 2 мА при 5В и 4МГц;
  
• 
  порядка 15 мкА при 2В и 32КГц;
  
• 
  менее 1 мкА для SLEEP-режима при 2В.
  

Микроконтроллеры подгруппы PIC16F8X различаются между собой только объемом ОЗУ данных, а также объемом и типом памяти программ. Наличие в составе подгруппы МК с Flash-памятью программ облегчает создание и отладку прототипов промышленных образцов изделий.

5.2.2. Особенности архитектуры

Упрощенная структурная схема МК подгруппы PIC16F8X приведена на рис. 5.1.


Рис. 5.1.  Структурная схема МК подгруппы PIC16F8X.

Архитектура основана на концепции раздельных шин и областей памяти для данных и для команд (гарвардская архитектура). Шина данных и память данных (ОЗУ) – имеют ширину 8 бит, а программная шина и программная память (ПЗУ) имеют ширину 14 бит. Такая концепция обеспечивает простую, но мощную систему команд, разработанную так, что битовые, байтовые и регистровые операции работают с высокой скоростью и с перекрытием по времени выборок команд и циклов выполнения. 14-битовая ширина программной памяти обеспечивает выборку 14-битовой команды в один цикл. Двухступенчатый конвейер обеспечивает одновременную выборку и исполнение команды. Все команды выполняются за один цикл, исключая команды переходов.

Микроконтроллеры PIC16F83 и PIC16CR83 адресуют 512х14 памяти программ, а PIC16F84 и PIC16CR84 – 1Кх14 памяти программ. Вся память программ является внутренней.

Микроконтроллер может прямо или косвенно обращаться к регистрам или памяти данных. Все регистры специальных функций, включая счетчик команд, отображаются на память данных. Ортогональная (симметричная) система команд позволяет выполнять любую команду над любым регистром с использованием произвольного метода адресации. Ортогональная архитектура и отсутствие специальных исключений делает программирование МК группы PIC16F8X простым и эффективным.

Назначение выводов МК подгруппы PIC16F8X приведено в табл. 5.2.

Таблица 5.2. Назначение выводов МК подгруппы PIC16F8X.
Обозначение	Тип	Буфер	Описание
OSC1/CLKIN	I	ТШ/КМОП1)	Вход кристалла генератора, RC-цепочки или вход внешнего тактового сигнала
OSC2/CLKOUT	O	-	Выход кристалла генератора. В RC-режиме – выход 1/4 частоты OSC1
/MCLR	I/P	ТШ	Сигнал сброса/вход программирующего напряжения. Сброс низким уровнем.
RA0	I/O	ТТЛ	PORTA – двунаправленный порт ввода/вывода RA4/T0CKI может быть выбран как тактовый вход таймера/счетчика TMR0. Выход с открытым стоком.
RA1	I/O	ТТЛ
RA2	I/O	ТТЛ
RA3	I/O	ТТЛ
RA4	I/O	ТШ
/T0CKI
RB0/INT	I/O	ТТЛ/ТШ2)	PORTB – двунаправленный порт ввода/вывода. Может быть запрограммирован в режиме внутренних активных нагрузок на линию питания по всем выводам. Вывод RB0/INT может быть выбран как внешний вход прерывания. Выводы RB4...RB7 могут быть программно настроены как входы прерывания по изменению состояния на любом из входов. При программировании МК RB6 используется как тактовый, а RB7 как вход/выход данных.
RB1	I/O	ТТЛ
RB2	I/O	ТТЛ
RB3	I/O	ТТЛ
RB4	I/O	ТТЛ
RB5	I/O	ТТЛ
RB6	I/O	ТТЛ/ТШ3)
RB7	I/O	ТТЛ/ТШ4)

Таблица 5.2. Назначение выводов МК подгруппы PIC16F8X (продолжение).
Обозначение	Тип	Буфер	Описание
Vdd	P	-	Положительное напряжение питания
Vss	P	-	Общий провод (земля)
В таблице использованы следующие обозначения: I — вход; O — выход; I/O — вход/выход; P — питание; – — не используется; ТТЛ — ТТЛ вход; ТШ — вход триггера Шмитта.

Микроконтроллер содержит 8-разрядное АЛУ и рабочий регистр   W. АЛУ является арифметическим модулем общего назначения и выполняет арифметические и логические функции над содержимым рабочего регистра и любого из регистров контроллера. АЛУ может выполнять операции сложения, вычитания, сдвига и логические операции. Если не указано иное, то арифметические операции выполняются в дополнительном двоичном коде.

В зависимости от результата операции, АЛУ может изменять значения бит регистра   STATUS: C (Carry), DC (Digit carry) и Z (Zero).