Занимательно о микроконтроллерах

Выше адреса 128 (080h) располагаются регистры специальных функций, которые будут рассмотрены позже. Некоторые из регистров специальных функций допускают битовую адресацию к каждому из восьми своих битов. Оставшаяся область внутренней памяти данных используется как обычное ОЗУ, без особенностей.

Следует отметить, что в современных микроконтроллерах данного семейства эту память следует рассматривать как встроенные 256 регистров сверхоперативного ОЗУ. Основной памятью постепенно становится внутренняя память микроконтроллера, доступная при помощи команд MOVX @DPTR, А.

Регистры специальных функций

Адреса внутренней памяти данных с 080h no 0FFh используются регистрами специальных функций. Они принадлежат дополнительным устройствам, расположенным на кристалле микроконтроллера, регистры которых отображаются в адресное пространство внутренней памяти данных.

В различных микросхемах семейства MCS-51 состав дополнительных устройств различается. Микроконтроллеры рассматриваемого семейства различаются между собой количеством параллельных портов, последовательных портов, таймеров. Некоторые из регистров специальных функций с указанием их адресов в адресном пространстве SFR внутреннего ОЗУ приведены в табл. 6.4.

Примечание

1. Регистры, выделенные жирным подчеркнутым текстом, присутствуют во всех микросхемах семейства.

2. Регистры, выделенные жирным текстом, присутствуют в микросхемах с ядром 8052.

3. X — неопределенное состояние.

Внутренние таймеры микроконтроллера, особенности их применения

В базовых моделях семейства (ядро MCS-51) имеются два программируемых 16-битных таймера/счетчика (Т/С0 и Т/С1), которые могут быть использованы и как таймеры, и как счетчики внешних событий. Каждый из них состоит из двух 8-битных регистров ТН0 (старший байт) и ТН0 (младший байт) для таймера 0 или ТН1 (старший байт) и ТН1 (младший байт) для таймера 1. При переполнении таймеров производится запись логической единицы в дополнительный триггер (флаг) TF0 для таймера 0 или TF1 для таймера 1.

В старших моделях рассматриваемого семейства микроконтроллеров появляется еще один, причем более удобный, таймер Т2. Но рассмотрение принципов работы этого таймера не входит в задачу данной книги.

В режиме таймера содержимое соответствующего таймера/счетчика инкрементируется в каждом машинном цикле, т. е. через каждые 12 периодов колебаний кварцевого резонатора.

Таймер 0 и Таймер 1 могут работать в четырех режимах:

— режим 0: 13-битный таймер;

— режим 1: 16-битный таймер;

— режим 2: 8-битный таймер с автоматической перезагрузкой;

— режим 3: Таймер 0 как 2 раздельных 8-битных таймера.

— режиме счетчика содержимое соответствующего таймера/счетчика инкрементируется (увеличивается на единицу) под воздействием перехода из 1 в 0 внешнего входного сигнала, подаваемого на вывод микроконтроллера Т0 или Т1. Так как на распознавание периода требуются два машинных цикла, то максимальная частота подсчета входных сигналов равна 1/24 частоты резонатора. На максимальную длительность периода входных сигналов ограничений нет. Для гарантированного обнаружения перехода уровень входного сигнала не должен изменяться как минимум в течение одного машинного цикла микроЭВМ. Кроме того, таймер 1 можно использовать для задания скорости обмена последовательного порта, работающего в режиме с настраиваемой скоростью работы.

Для управления режимами работы таймеров используется регистр TMOD (Timer — таймер, MODe — режим). Его формат приведен на рис. 6.13. Каждая тетрада регистра TMOD управляет своим таймером.

Рис. 6.13.Формат регистра выбора режимов таймеров (TMOD)

Рассмотрим режимы работы внутренних таймеров более подробно.

Режим 0

В режиме 0 таймер работает как 13-битный счетчик, состоящий из 8 битов регистра ТНх и младших 5 битов регистра TLx. Заметим, что «х» в обозначении регистра заменяется на 0 или 1 в зависимости от номера таймера, которым мы управляем в данный момент. Состояния старших 3 битов регистров TLx в режиме 0 не определены и они игнорируются.

Установка запускающего таймер флага TR0 или TR1 не очищает эти регистры. Работе таймера 0 или таймера 1 в режиме 0 соответствует схема, приведенная для Т0 на рис. 6.14. Флаг прерывания таймера TFx устанавливается (принимает значение логической 1) при изменении содержимого счетчика из состояния все 1 в состояние все 0, т. е. при переполнении.

Рис. 6.14. Схема таймера Т0, работающего в режиме 0