ОМЭВМ предназначены для решения задач автоматизации управления различными механизмами, приборами, аппаратурой. Основная цель применения ОМЭВМ это уменьшение стоимости и аппаратных затрат. ОМЭВМ имеет относительно не большое быстродействие, объем памяти, простую с-му команд и адресации. В состав ОМЭВМ входит: процессор, тактовый генератор, память программ (ПЗУ), память Д-ных (ОЗУ), порты в/в, таймер/счетчик. Существенная особенность ОМЭВМ является логическое и физическое разделение памяти ком-д и д-ных.
Внутреннее ОЗУ- 128Б, расширенная память д-ных 64Кх8, расширенная память ком-д 64Кх8, ША 16р, ШД 8р, fт=12МГц.
Сущ-ют неск-ко МС базовых:
1.Без внутр. ПЗУ ком-д 8031 (1816ВЕ31) Iпотр=150мА.Развитием ее стала кМОП схема 80С31(1830ВЕ31) Iпотр=18мА.
2.С внутр. ПЗУ ком-д 8051(1816ВЕ51) имеет ПЗУ Iпотр=150мА.Развитием ее стала 8751 (1816ВЕ751) РПЗУ с ультрофиолетовым стиранием Iпотр=220мА, ее кМОП вариант 80С51(1830ВЕ51) ПЗУ Iпотр=18мА.
Память программ составляет 64Кх8, внутренняя память –4Кх8, внешняя память –60Кх8.
В каждом машинном цикле сигнал обращения к внешней памяти команд формируется дважды не зависимо от числа байт в ком-де. Если ком-да имеет один байт, то второй байт введенный из памяти игнорируется.Т.о. одно- и двухбайтовые ком-ды выполняются за один МЦ, а трех байтовые за два МЦ.Это справедливо для всех ком-д за исключением ком-ды обращения к внешней памяти Д-ных.
Внутренняя память Д-ных содержит 256 байт и состоит из двух областей:-внутреннее ОЗУ Д-ных (128);-область регистров специальных ф-ций (SFR)(128).
Внутреннее ОЗУ допускает прямую или косвенную адресацию, в свою очередь она тоже делится на несколько областей.Каждый из 4-ех банков РОН сдержит 8 байт (R0-R7 регистры). Одно из важнейших особенностей ОМЭВМ семейства МК-51 явл-ся,возможность работы с отдельными битами Д-ых.
SFR допускает только прямую адресацию, а часть из них, кроме того и побитовую адресацию.
Внешняя память Д-ных содержит 64Кх8. Обращение к внешней памяти осущ-ся ком-дой MOVX. Внутренняя и внешняя память Д-ных не пересекаются и доступ к ним сущ-ся разными ком-ми. Внешняя память имеет только косвенную адресацию, при этом сущ-ют два способа обращения к внешней памяти:1.адрес имеет 8 разрядов и находится в регистре R0 и R1 (одного из 4-ех банков).Адресуемая память 256х8.В этом случае младший байт адреса и байт Д-ных передаются ч/з порт Р0. 2.адрес – 16 разрядов и расположен в регистре DTPR (64Кх8). В этом случае младший байт адреса передается ч/з порт Р0, а старший – ч/з Р2.
Порты В/В Р0,Р1,Р2,Р3.Каждый порт содержит регистр защелки, который может записовать инф-цию как при вводе так и при выводе. С т.з. программиста регистры портов (РП) явл-ся ячейками внутренней памяти Д-ных. РП может иметь как байтовую так и битовую адресацию. Порт Р0 имеет альтернативную ф-цию являясь шиной адреса Д-ых.Для использования Р0 в качестве порта в/в необх-мо подключить к выводам резисторы внешним монтажом, что бы использовать как порт в/в.Каждый из разрядов Р0 может работать независимо от других как входов или как выходов в отличае от других портов. Порт Р1 имеет альтернативную ф-цию: можно использовать при программировании внутреннего ПЗУ. Порт Р2 – 1.Вывод старшего байта адреса при работе с внешней памятью прог-м или Д-ных; 2.При программировании внутреннего ПЗУ и при чтении внутренней памяти прог-мы. Альтернативная ф-ция порта Р3 реализуется только в том случае если предварительно в соответствующий разряд была записана 1-ца.
Ком-ды чтения портов делятся на 2 группы: 1. Ком-ды считывающие инф-цию непосредственно с внешних контактов; 2. Ком-ды считывающие инф-цию с входов регистра защелки.
Таймер/счетчик (Т/С). Два Т/С (Т/С 0 и Т/С 1).Каждый из них имеет свой регистр 16-ти разрядный. Для управления Т/С есть два регистра TMOD-регистр режимов Т/С и TCON-регистр управления Т/С. В режиме таймера значение регистра Т/С инкрементируется в каждом МЦ-ле, т.е. происходит счет МЦ-лов. В режиме счетчика значение регистра Т/С инкрементируется по заднему фронту входа Т0 или Т1.
Имеется 4 режима работы Т/С. Режим 0 – Т/С имеет 13 разрядов.В этом режиме Т/С совместим с МК-48. Режим 1 – используются все 16 разрядов. Режим 2 – в этом режиме флаг TF устанавливается при переносе из TL,при этом в TL автоматически загружается значение TH. Режим 3 – в этом режиме значение регистров TL1 и TH1 не изменяется, как бы TR1=0. Т/С 0 представляет собой два 8-ми разрядных Т/С, где TH0 работает по сигналам управления Т/С 1, а TL0 – Т/С 0.
Система перываний. В ОМЭВМ имеется 5 источников прерывания: 1.перывания по входам INT0 (флаг IE0) INT1 (TF0); 2.прерывание по Т/С0 (IE1) и Т/С1 (TF1); 3.прерывание по последовательному порту (TI и RI). Каждый тип прерывания имеет фиксированный вектор прерывания. Для управления прерываниями используется регистр прерывания IE. Все флаги которыми вызываются прерывания могут быть установлены программно не зависимо от того есть разрешение прерывания или нет.
Приоритеты прерывания. В ОМЭВМ МК-51 сущ-ют 2 уровня прерываний: высокий(1) и низкий(0). Уровень 1 или 0 м.б программно присвоин каждому источнику прерывания.Для задания приоритетов прерывания используется регистр IР.
1.Прог-ма обработки прерываний с одним приоритетом не м.б первана другим запросом прерывания с тем же уровнем приоритета, но м.б прервана запросом с более высоким приоритетом.
2.Если два запроса с разными уровнями приоритетов, то будет обслуживаться запрос с более высоким приоритетом.
3.Если одновременно приняты запросы прерывания с одинаковым приоритетом, то порядок приоритета внутри уровня будет 1.IE0, 2.TF0, 3.IE1, 4.TF1, 5.TI,RI.
Последовательный порт(ПП). Есть два сигнала порта Р3 RxD и TxD. ПП имеет 4 режима работы (0,1,2,3). Режим 0 – в этом режиме ПП работает как сдвиговый регистр, в этом случае по RxD передаются/принимаются Д-ные, а по TxD передаются стробирующие синхроимпульсы. Режим1 – в данном режиме ПП работает сходно с 8251, RxD для приема, TxD для передачи. Режим2 – отличается от реж.1 имеет не 8, а один бит ТВ8 (9-ый бит).В качестве ТВ8 можно использовать бит четности. В реж.2 частота задается программой битом SMOD, если SMOD=1 она равна fт/32 , SMOD=0 fт/64. Режим3 отличается от реж.2, тем что частота синхроимпульсов определяется частотой переполнений Т/С1 (как в реж.1)
Режим уменьшенного энергопотребления. Для пМОП в данном режиме питание поступает только на внутреннее ОЗУ от входа RESET. Для КМОП ОМЭВМ сущ-ет два режима уменьшенного энергопотребления: 1.режим холостого хода начинается с установки специального флага(IDL=1), в этом режиме отключаются узлы процессора, кроме внутреннего ОЗУ, системы прерываний, последовательного порта и таймера.Выход из этого режима возможен двумя способами –подача сигнала RESET и –любое разрешенное прерывание автоматически производит выход из режима холостого хода ; 2.режим микропотребления начинается сразу после установки специального флага(PD=1), в этом режиме сохраняется только содержимое внутреннего ОЗУ выход из данного режима путем сброса. Оба режима устанавливаются программно.
Программирование внутреннего ПЗУ.Для защиты памяти ком-д в МК-51 имеется бит защиты, т.е. его можно запрограммировать.Если бит защиты запрограммирован, то 1.невозможено чтение содержимого внутреннего ПЗУ; 2.невоз-но дальнейшее программирование ПЗУ; 3.невозм-на работа с внешней памятью ком-д.
МК с репрограммированым ПЗУ допускает стирание всей инф-ции ультрофиолетовым излучением, при этом происходит очистка бита защиты и в ПЗУ записывается все 1-цы.
