Файл: Лабораторная работа по курсу Микропроцессорные системы Функционирование однокристальной микроэвм к1816ВЕ51.docx

Нижегородский государственный технический университет

Кафедра «Электрооборудования, электропривода и автоматики (ЭПА)»

Лабораторная работа по курсу

«Микропроцессорные системы»
«Функционирование однокристальной микроЭВМ К1816ВЕ51»


Выполнил: 18 ЭПАв

Смирнов Н.С.

Приняла:

Слядзевская К.П.

Нижний Новгород

2022

Оглавление

Описание лабораторной установки

Цель работы:

Изучение функционирования вычислительной системы на базе ОМЭВМ К1816ВЕ51, взаимодействие отдельных компонентов системы, системы команд и способов программирования.
Структурная схема МК51 приведена на рис.1. Основу структурной схемы МК51 образует внутренняя двунаправленная 8-битная шина, которая связывает между собой все основные узлы и устройства: резидентную память, АЛУ, блок регистров специальных функций, устройство управления и порты ввода-вывода.

8-битное АЛУ может выполнять арифметические операции сложения, вычитания, умножения и деления; логические операции И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, а также операции циклического сдвига, сброса, инвертирования и т.п. В АЛУ имеются программно недоступные регистры Т1 и Т2, предназначенные для временного хранения операндов, схема десятичной коррекции и схема формирования признаков.

Память программ и память данных, размещенные на кристалле МК51, физически и логически разделены, имеют различные механизмы адресации, работают под управлением различных сигналов и выполняют различные функции.

Память программ (ПЗУ или СППЗУ) имеет емкость 4Кбайта и предназначена для хранения команд, констант, управляющих слов инициализации, таблиц перекодировки входных и выходных переменных и т.п. Резидентная память программ (РПП) имеет 16-битную шину адреса, через которую обеспечивается доступ из счетчика команд (СК) или из регистра-указателя данных (РУД).

Резидентная память данных (РПД) предназначена для хранения переменных в процессе выполнения прикладной программы, адресуется одним байтом и имеет емкость 128 байт. Кроме того, к адресному пространству РПД примыкают адреса регистров специальных функций (РСФ).

---

Рис. 1 – Структурная схема МК51
Аккумулятор (А) является источником операнда и местом фиксации результата при выполнении арифметических, логических операций и ряда операций передачи данных.

Регистр состояния программы (PSW) содержит информацию о состоянии программы.

Регистр В используется во время операций умножения и деления. Для других инструкций В может рассматриваться как дополнительный сверх оперативный регистр.

8-битный указатель стека (РУС) может адресовать любую область РПД. Его содержимое инкрементируется прежде, чем данные будут запомнены в стеке в ходе выполнения команд PUSH и CALL. Содержимое РУС декрементируется после выполнения команд POP и RET.

Двухбайтный регистр-указатель данных (РУД) обычно используются для фиксации 16-битного адреса в операциях с обращением к внешней памяти.


Риc. 2 – Структурная схема микроЭВМ УМПК-51
В состав УМПК-51 входят следующие узлы:

- блок ОЭМВ;

- дешифратор адреса (ДА);

- блок клавиатуры и дисплея (БКД);

- блок постоянной памяти (ПЗУ);

- блок оперативной памяти (ОЗУ);

- блок цифро-аналогового преобразователя (ЦАП);

- блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП);

- источник опорного напряжения (ИОН);

- блок последовательного интерфейса (БПИ);

- схема имитатора внешних устройств (ИВУ);

В блок ОЭВМ входит однокристальная микроЭВМ ВЕ51, буфер магистрали данных и управления, а также регистр адреса.

Буфер данных служит для организации внутренней магистрали данных микроЭВМ. Буфер переключается на ввод данных при чтении команд или данных из памяти или внешних устройств. Регистр адреса фиксирует младший байт адреса, который выводится через те же выводы ВЕ51, что и данные.

Дешифратор адреса формирует сигналы управления для памяти и внешних устройств при обращении программы по определенным адресам:

- четыре выборки на ОЗУ и ПЗУ объемом по 2 Кбайт каждое при чтении и записи информации в память;

- выборку для контроллера клавиатуры и дисплея;

- строб записи в регистр ЦАП;

- строб записи в триггер запуска АЦП;

- выборку чтения буфера АЦП;

- выборку чтения бита готовности АЦП и выхода компаратора.

Блок клавиатуры и дисплея построен на основе БИС программируемого контроллера клавиатуры и дисплея КР580ВВ79 и служит для организации работы клавиатуры и дисплея в мультиплексном режиме. Ввод информации и управление работой УМПК-51 осуществляется с помощью 16 цифровых клавиш и 13 клавиш управления.

---

Информация выводится на дисплей, состоящий из семисегментных индикаторов.

Блок постоянной памяти реализован на двух ППЗУ с УФ стиранием типа К573РФ2 объемом по 2 Кбайт, одна из которых содержит управляющую программу - монитор.

Блок оперативной памяти команд содержит две ИС ОЗУ типа КР537РУ8 объемом по 2 Кбайт. Пользователь имеет возможность записывать и считывать данные из ОЗУ, а также вводить и запускать программы.

Блок цифро-аналогового преобразователя построен на базе ИС ЦАП КР572ПА1 и осуществляет преобразование 8-разрядного кода в аналоговое напряжение в диапазоне от –10,24 В до +10,16 В. Выходное напряжение ЦАП выводится на разъем микроЭВМ и, кроме того, подается на вход компаратора, что позволяет сравнивать выходное напряжение ЦАП с внешним напряжением, подаваемым на другой вход компаратора.

Блок аналого-цифрового преобразователя собран на основе ИС АЦП 1113ПВ1 и реализует 8-разрядное преобразование внешнего аналогового напряжения от –10,24 В до +10,16 В, поступающего с разъема микроЭВМ.

Источник опорного напряжения выдает напряжение +10,24 В, используемое в качестве опорного для ЦАП.

Блок последовательного интерфейса преобразует выходной сигнал TxD ВЕ51 с уровнем ТТЛ в сигнал с уровнем –15 В/+5 В, а также преобразует сигнал с линии RS-232 в сигнал с ТТЛ-уровнем, подаваемый на вход RxD ВЕ51.

Схема имитатора внешних устройств предназначена для формирования воздействий на ВЕ51 через порт P1 и отображения состояния этого порта.

Задание

Команды ассемблера

ORG 1000H
EQUSTOP, 02F3H	;
MOVA, #10	; загрузка константы 10 в A
MOV R0, #2	; загрузка константы 2 в R0
MOV 16H, #80H	; загрузка константы 80H в ячейку 16H
XRL A, R0
SUBBA, #0	; вычитание
JC M
MOV A, #16H
SETB E7H
AJMP M1
MOV A, 16H	загрузка константы 16H в A
CLR E7H
MOV 16H, A	загрузка константы 16H в A
LCALL STOP	;останов

---

РУЧНОЙ СЧЕТ

Вывод

Вывод: Изучили функционирование вычислительной системы на базе ОМЭВМ К1816ВЕ51, взаимодействие отдельных компонентов системы, системы команд и способов программирования. Теоретически разработанный для задания код был успешно проверен на лабораторном стенде.

---