Условные обозначения:
|
‘' - команда оказывает воздействие на все признаки, '' - команда оказывает воздействие на признак (с), ''' - команда оказывает воздействие на все признаки, кроме (с), R1,R2,R - содержимое регистров А, В, С, D, E, H, L, M{(HL)}, YZ - содержимое регистровой пары BC, DE, HL SP, YZ* - содержимое регистровой пары BC или DE, YZ** - содержимое регистровой пары BC, DE, HL, PSW, (SP) - содержимое указателя стека, SP - содержимое самих ячеек стековой памяти, D8 - байт данных, второй байт В2, N - номер УВВ. D16 - двухбайтовые данные, второй и третий байт команды (В2, В3), ADR - двухбайтовый адрес второй и третий байт команды (В2, В3), M{(..)} - содержимое ячейки памяти, адрес которой указан в регистрах, приведенных в скобках, -CON - часть мнемоники команды, определяющая условие передачяи управления, вызова и возврата из подпрограмм (в мнемониках заменяется на Z, NZ, C, |
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Система команд ОЭВМ семейства MCS-51
|
Мнемоника и операнды |
Кол-во байт |
Кол-во цик-лов |
Выполняемая операция |
Флаги |
||||
|
|
|
|
|
С |
0V |
AC |
||
|
1. Арифметические операции |
||||||||
|
ADD A,Ri |
1 |
1 |
A ¬ (A)+(Ri), i=0...7 |
+ |
+ |
+ |
||
|
ADD A,rel |
2 |
1 |
A ¬ (A)+(rel) |
+ |
+ |
+ |
||
|
ADD A,@Ri |
1 |
1 |
A ¬ (A)+R(Ri), i=0,1 |
+ |
+ |
+ |
||
|
ADD A,#data |
2 |
1 |
A ¬ (A)+(B2) |
+ |
+ |
+ |
||
|
ADDC A,Ri |
1 |
1 |
A ¬ (A)+(Ri)+(c), i=0..7 |
+ |
+ |
+ |
||
|
ADDC A,rel |
2 |
1 |
A ¬ (A)+(rel)+ (c) |
+ |
+ |
+ |
||
|
ADDC A,@Ri |
1 |
1 |
A¬ (A)+R(Ri)+(c), i=0,1 |
+ |
+ |
+ |
||
|
ADDC A,#data |
2 |
1 |
A ¬ (A)+(B2)+ (c) |
+ |
+ |
+ |
||
|
SUBB A,Ri |
1 |
1 |
A ¬ (A)-(Ri) -(c), i=0...7 |
+ |
+ |
+ |
||
|
SUBB A,rel |
2 |
1 |
A ¬ (A)-(rel) -(c), |
+ |
+ |
+ |
||
|
SUBB A,@Ri |
1 |
1 |
A ¬ (A)-R(Ri) -(c), i=0,1 |
+ |
+ |
+ |
||
|
SUBB A,#data |
2 |
1 |
A ¬ (A)-(B2)-(c), |
+ |
+ |
+ |
||
|
INC A |
1 |
1 |
A ¬ (A)+1 |
|
|
|
||
|
INC Ri |
1 |
1 |
Ri¬(Ri)+1, i=0...7 |
|
|
|
||
|
INC rel |
2 |
1 |
rel¬(rel) +1 |
|
|
|
||
|
INC DPTR |
1 |
2 |
M(DPTR)M(DPTR)+1 |
|
|
|
||
|
DEC A |
1 |
1 |
A |
|
|
|
||
|
DEC Ri |
1 |
1 |
Ri(Ri)-1, i=0...7 |
|
|
|
||
|
DEC rel |
2 |
1 |
rel(rel) -1 |
|
|
|
||
|
DEC @Ri |
1 |
1 |
R(Ri) R(Ri) -1,i=0...1 |
|
|
|
||
|
MUL AB |
1 |
4 |
BD15...D8, AD7...D0 |
|
|
|
||
|
DIV AB |
1 |
4 |
Aцелая часть,OV1,если В=0 |
|
|
|
||
|
DA A |
1 |
1 |
Десятичная коррекция |
|
|
|
||
|
2. Логические операции |
||||||||
|
ANL A,Ri |
1 |
1 |
A (A)+(Ri), i=0...7 |
|
|
|
||
|
ANL A,rel |
2 |
1 |
A (A)+(rel) |
|
|
|
||
|
ANL A,@Ri |
|
|
A (A)+R(Ri), i=0,1 |
|
|
|
||
|
ANL A,#data |
|
|
A (A)+(B2) |
|
|
|
||
|
ANL rel,A |
2 |
1 |
(rel) (A)+(rel) |
+ |
+ |
+ |
||
|
ANL rel,#data |
2 |
1 |
rel (rel)+(B2) |
+ |
+ |
+ |
||
|
ORL A,Ri |
1 |
1 |
A (A)+(Ri), i=0...7 |
+ |
+ |
+ |
||
|
ORL A,rel |
2 |
1 |
A (A)+(rel) |
+ |
+ |
+ |
||
|
ORL A,@Ri |
1 |
1 |
A (A)+R(Ri), i=0,1 |
+ |
+ |
+ |
||
|
ORL A,#data |
2 |
1 |
A (A)+(B2) |
+ |
+ |
+ |
||
|
ORL rel,A |
2 |
1 |
(rel) (A)+(rel) |
+ |
+ |
+ |
||
|
ORL rel,#data |
2 |
1 |
rel (rel)+(B2) |
+ |
+ |
+ |
||
|
XRL A,Ri |
1 |
1 |
A (A)+(Ri), i=0...7 |
+ |
+ |
+ |
||
|
XRL rel,#data |
2 |
1 |
rel (rel)+(B2) |
+ |
+ |
+ |
||
|
CLR A |
1 |
1 |
A 0 |
|
|
|
||
|
CPL A |
1 |
1 |
A A/ |
|
|
|
||
|
RL A |
1 |
1 |
An+1 An, A0 A7 |
|
|
|
||
|
RLC A |
1 |
1 |
An+1 An, A0 c, c A7 |
|
|
|
||
|
RR A |
1 |
1 |
An An+1, A7 A0 |
|
|
|
||
|
RRC A |
1 |
1 |
An An+1, c A0, A7 c |
|
|
|
||
|
SWAP A |
1 |
1 |
A3-0 « A7-4 |
|
|
|
||
|
3. Команды передачи данных |
||||||||
|
MOV A,Ri |
1 |
1 |
A (Ri), i=0...7 |
|
|
|
||
|
MOV A,rel |
2 |
1 |
A (rel) |
|
|
|
||
|
MOV A,@Ri |
1 |
1 |
A R(Ri), i=0,1 |
|
|
|
||
|
MOV A,#data |
2 |
1 |
A (B2) |
|
|
|
||
|
MOV Ri,A |
1 |
1 |
(Ri)A, i=0...7 |
|
|
|
||
|
MOV rel,A |
2 |
1 |
(rel)A |
|
|
|
||
|
MOV A,@Ri |
1 |
1 |
A R(Ri), i=0,1 |
|
|
|
||
|
MOV A,#data |
2 |
1 |
A (B2) |
|
|
|
||
|
MOV Ri,rel |
2 |
1 |
(Ri) (rel) |
|
|
|
||
|
MOV rel,#data |
3 |
2 |
rel (B2) |
|
|
|
||
|
MOV Ri,#data |
2 |
2 |
Ri (B2), i=0...7 |
|
|
|
||
|
MOV rel,Ri |
2 |
1 |
rel (Ri), i=0...7 |
|
|
|
||
|
MOV rel1,rel2 |
3 |
2 |
rel1 (rel2) |
|
|
|
||
|
MOV rel,@Ri |
2 |
2 |
rel R(Ri), i=0,1 |
|
|
|
||
|
MOV @Ri, A |
1 |
1 |
@RiA), i=0,1 |
|
|
|
||
|
MOV @Ri, rel |
2 |
2 |
@Rirel), i=0,1 |
|
|
|
||
|
MOV @Ri, #data |
2 |
1 |
@RiB2), i=0,1 |
|
|
|
||
|
MOV DPTR, #data16 |
3 |
2 |
DPTRB2,B3) |
|
|
|
||
|
MOVC A,@A+DPTR |
1 |
2 |
A M((A)+DPTR) |
|
|
|
||
|
MOVC A,@A+PC |
1 |
2 |
A M((A)+PC+1) |
|
|
|
||
|
MOVX A,@Ri |
1 |
2 |
A M(Ri), i=0,1(внешняя память данных) |
|
|
|
||
|
MOVX A,@DPTR |
1 |
2 |
A M(DPTR) |
|
|
|
||
|
MOVX @DPTR,A |
1 |
2 |
M(DPTR) A |
|
|
|
||
|
PUSH rel |
2 |
2 |
SP (rel), (SP) (SP)+1 |
|
|
|
||
|
POP rel |
2 |
2 |
(rel) SP, (SP) (SP)-1 |
|
|
|
||
|
XCH A,Ri |
1 |
1 |
(Ri)«A, i=0...7 |
|
|
|
||
|
XCH A,rel |
2 |
1 |
A « (rel) |
|
|
|
||
|
XCH A,@Ri |
1 |
1 |
A « R(Ri), i=0,1 |
|
|
|
||
|
XCHD A,@Ri |
|
|
A3-0 « R3-0 (Ri), i=0,1 |
|
|
|
||
|
4. Команды работы с битами |
||||||||
|
CPL bit |
2 |
1 |
bitbit/ |
|
|
|
||
|
CPL C |
1 |
1 |
Cßc/ |
|
|
|
||
|
ANL C,bit |
2 |
2 |
c bit Ù c |
|
|
|
||
|
ANL C,bit/ |
2 |
2 |
c bit/ Ù c |
|
|
|
||
|
ORL C,bit |
2 |
2 |
c bit Ú c |
|
|
|
||
|
ORL C,bit/ |
2 |
2 |
c bit/ Úc |
|
|
|
||
|
MOV C,bit |
2 |
2 |
c bit |
|
|
|
||
|
MOV bit,C |
2 |
2 |
bit c |
|
|
|
||
|
CLR C |
1 |
1 |
C ß 0 |
|
|
|
||
|
CLR bit |
2 |
2 |
bit ß 0 |
|
|
|
||
|
SETB C |
1 |
1 |
Cß1 |
|
|
|
||
|
SETB bit |
2 |
2 |
bit ß1 |
|
|
|
||
|
5.Команды переходов |
|
|
|
|
|
|
||
|
ACALL addr11 |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+2, SP ¬ (PC), (SP) ¬ (SP)+2, (PC) ¬ addr11 |
|
|
|
||
|
LCALL addr16 |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+3, SP ¬ (PC), (SP) ¬ (SP)+2, (PC) ¬ addr16 |
|
|
|
||
|
RET |
1 |
2 |
(PC) ¬ SP, (SP) ¬ (SP)-2 |
|
|
|
||
|
RETI |
1 |
2 |
(PC) ¬ SP, (SP) ¬ (SP)-2 |
|
|
|
||
|
AJMP addr11 |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+2, (PC) ¬ addr11 |
|
|
|
||
|
AJMP addr16 |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+2, (PC) ¬ addr16 |
|
|
|
||
|
SJMP rel |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+2, (PC) ¬ (PC) + rel |
|
|
|
||
|
JMP @A+DPTR |
1 |
2 |
(PC) ¬ (A)+(DPTR) |
|
|
|
||
|
JZ rel |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+2, IF A=0 (PC)¬(PC)+rel |
|
|
|
||
|
JNZ rel |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+2, IF A¹0 (PC)¬(PC)+rel |
|
|
|
||
|
JC rel |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+2, IF c=0 (PC)¬(PC)+ rel |
|
|
|
||
|
JNC rel |
2 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+2, IF c¹0 (PC) ¬ (PC) + rel |
|
|
|
||
|
JB bit, rel |
3 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+3, IF bit=0 (PC) ¬ (PC) + rel |
|
|
|
||
|
JNB bit, rel |
3 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+3, IF bit¹0 (PC) ¬ (PC) + rel |
|
|
|
||
|
JBC bit, rel |
3 |
2 |
(PC) ¬ (PC)+3, IF bit=0 (PC) ¬ (PC) + rel, bit¬0 |
|
|
|
||
|
CJNE A,dir,rel |
3 |
2 |
IF (A)=(dir) (PC) ¬ (PC)+3, IF (A)>(dir) (PC) ¬ (PC) + rel, c¬0 IF (A)<(dir) (PC) ¬ (PC) + rel, c¬1 |
|
|
|
||
|
CJNE A,#data,rel |
3 |
2 |
IF (A)=( #data) (PC) ¬ (PC)+3, IF (A)>( #data) (PC) ¬ (PC) + rel, c¬0 IF (A)<( #data) (PC) ¬ (PC) + rel, c¬1 |
|
|
|
||
|
CJNE Ri,#data,rel |
3 |
2 |
IF (Ri)=( #data) (PC) ¬ (PC)+3,i=0...7 IF (Ri)>( #data) (PC) ¬ (PC) + rel, c¬0 IF (Ri)<( #data) (PC) ¬ (PC) + rel, c¬1 |
|
|
|
||
|
CJNE @Ri,#data,rel |
3 |
2 |
IF R(Ri)=( #data)(PC) ¬ (PC)+3,i=0...7 IF R(Ri)>(#data)(PC) ¬ (PC) + rel,c¬0 IF R(Ri)<(#data)(PC)¬ (PC) + rel, c¬1 |
|
|
|
||
|
DJNZ Ri,rel |
2 |
2 |
(PC) ¬(PC)+2,Ri¬Ri-1,i=0...7, IF (Ri) ¹0 (PC) ¬ (PC) + rel, |
|
|
|
||
|
DJNZ dir,rel |
3 |
2 |
(PC) ¬(PC)+3,dir¬dir-1, IF dir¹0 (PC) ¬ (PC) + rel, |
|
|
|
||
|
NOP |
1 |
1 |
Пустая операция |
|
|
|
||
Условные обозначения:
1. rel – метка перехода по программе в диапазоне одной страницы памяти программ 00 - FF.
2. data16 - двухбайтные данные, хранящиеся во 2 и 3 байтах команды.
3. data - байт данных, хранящийся во 2 байте команды.
4. B2 - второй байт команды.
5. M(X) - содержимое ячейки памяти, адресуемой содержимым Х - либо одним, либо двумя байтами.
6. dir - ппрямоадресуемая ячейка внутренней памяти в диапазоне 00 -7F.
7. (p000) - номер страницы памяти команд (всего 8 страниц от р000 до р111), адресуемой командами коротких переходов и вызовов.
7. bit - прямоадресуемый бит внутренней памяти данных в диапазоне адресов 20...3F (bit может принимать значения 00...7F.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ. ПОНЯТИЕ О МИКРОПРОЦЕССОРАХ.................................................................................................................. 2
История появления микропроцессоров................................................................................................................... 3
Терминология курса.............................................................................................................................................................. 4
Классификация и основные параметры МП......................................................................................................... 5
1. Обзор современных ОЭВМ................................................................................................................................................ 7
1.1. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ ФИРМЫ MOTOROLLA.............................................................................................................. 8
1.1.1. Семейство НС05............................................................................................................................................................... 9
1.1.2. Семейство НС08............................................................................................................................................................ 10
1.1.3. Семейство НС11............................................................................................................................................................ 13
1.1.4. 16- и 32-разрядные микроконтроллеры MOTOROLA................................................................................... 16
1.1.5. Номенклатура и области применения микроконтроллеров семейства 68НС16......................................... 16
1.1.6. Номенклатура и области применения микроконтроллеров семейства 68300............................................ 17
1.2. Производители микроконтроллеров семейства MCS51......................................................................... 21
1.3. 8-разрядные КМОП FLASH микроконтроллеры семейства АТ89......................................................... 22
1.3.1. Отличительные особенности..................................................................................................................................... 22
1.4. Высокопроизводительные 8-разрадные RISC контроллеры семейства AT90S........................ 23
1.4.1. Вычислительные особенности................................................................................................................................... 23
1.5. Программируемые контроллеры фирмы Dallas Semiconductor................................................. 25
1.5.1. Микроконтроллеры с динамической организацией (Soft Мicго)...................................................................... 25
1.5.2. Обеспечение высокой производительности в скоростных микроконтроллерах........................................ 27
1.5.3. Организация памяти скоростных контроллеров................................................................................................. 28
1.5.4. Возможности скоростных контроллеров.............................................................................................................. 29
1.6. ОДНОКРИСТАЛЬНЫЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ СЕРИИ PIC....................................................................................... 29
1.6.1. RISC микроконтроллеры типа PIC16C5X.............................................................................................................. 30
1.6.1.1. Обзор характеристик............................................................................................................................................... 32
Периферия и Ввод/Вывод........................................................................................................................................................ 32
1.6.1.2. Структура Кристаллов Pic16c5x.......................................................................................................................... 32
1.6.1.3. Таймер/счетчик........................................................................................................................................................... 33
1.6.1.4.Регистр статуса......................................................................................................................................................... 33
1.6.1.5. Регистры ввода/вывода. ( Порты )...................................................................................................................... 33
1.6.1.6. Организация встроенной памяти.......................................................................................................................... 33
1.6.1.7. Стек................................................................................................................................................................................ 33
1.6.1.8. Организация внутреннего ОЗУ................................................................................................................................ 33
1.6.1.9. Система команд.......................................................................................................................................................... 34
1.6.1.10. Условия сброса.......................................................................................................................................................... 34
1.6.1.11. Watchdog таймер...................................................................................................................................................... 34
1.6.1.12. Типы генераторов.................................................................................................................................................... 34
1.6.1.13. Режим пониженного энергопотребления........................................................................................................ 35
2. АРХИТЕКТУРА МП И МИКРО-ЭВМ...................................................................................................................................... 35
2.1 Общая архитектура МПС.............................................................................................................................................. 35
2.2. Принципы управления операциями.................................................................................................................. 37
2.3. Архитектура микропроцессоров.......................................................................................................................... 38
2.4. Микропроцессор КР580ИК80А...................................................................................................................................... 38
2.4.1. Принцип работы МП..................................................................................................................................................... 40
2.4.2. Организация стека в МПС........................................................................................................................................... 41
2.4.3. Организация прерываний............................................................................................................................................. 42
2.4.4. Организация ПДП........................................................................................................................................................... 43
2.4.5. Форматы данных и команд.......................................................................................................................................... 44
2.5. Форматы команд и способы адресации........................................................................................................ 45
2.5. ОЭВМ семейства MCS-51................................................................................................................................................ 47
2.5.1. Организация памяти.................................................................................................................................................... 49
2.5.2. Организация ввода-вывода......................................................................................................................................... 51
2.5.3. Синхронизация ОЭВМ................................................................................................................................................... 52
1.5.4. Блок таймеров/счетчиков........................................................................................................................................... 52
2.5.5.Блок последовательного интерфейса и прерываний (ПИП).............................................................................. 54
2.5.6. Регистр состояния (PSW)........................................................................................................................................... 56
2.6. Система команд микропроцессора КР580ИК80А......................................................................................... 57
2.7.Система команд ОЭВМ серии MCS-51.................................................................................................................... 59
3. Запоминающие устройства и их основные характеристики......................................................... 59
3.1. Оперативные запоминающие устройства................................................................................................... 59
3.2. Постоянные запоминающие устройства..................................................................................................... 62
4. Средства связи МПС с объектами............................................................................................................................ 65
4.1. Общие положения............................................................................................................................................................ 65
4.1. Аналого-цифровые преобразователи............................................................................................................... 65
3.2. Цифро-аналоговые преобразователи............................................................................................................... 68
3.3. Преобразователи уровня и другие средства связи................................................................................. 68
4. Применение микропроцессоров и микропроцессорных систем................................................... 69
4.1. Особенности создания РЭС на МП....................................................................................................................... 69
4.2. Применение МП в измерительных приборах................................................................................................. 70
4.3. Применение МП в промышленности. связи, в быту.................................................................................. 71
4.4. Система сбора аналоговой информации.................................................................................................... 73
5. Перспективы развития микропроцессорных систем............................................................................. 81
5.1. Совершенствование аппаратных средств МПС......................................................................................... 81
5.1.1. Развитие структуры и характеристик МП.......................................................................................................... 81
5.1.2. Совершенствование схем памяти............................................................................................................................. 83
5.1.3. Развитие внешних устройств МПС.......................................................................................................................... 83
5.2. Совершенствование программного обеспечения................................................................................... 84
ПРИЛОЖЕНИЕ 1................................................................................................................................................................................ 87
ПРИЛОЖЕНИЕ 2................................................................................................................................................................................ 88
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14
