2 лабработы.Основы микропроцессорной техники

Лабораторная работа №4

1 Цель и содержание работы

Изучить организацию ввода и вывода информации через параллельные порты микроконтроллера, особенности работы с отдельными линиями параллельных портов, специфику использования отдельных команд микроконтроллера и его режимов адресации.

2 Постановка задачи

В силу специфики области своего применения, однокристальные микроконтроллеры обладают широкими возможностями по вводу и выводу информации. Микроконтроллеры семейства МК 51 для этих целей имеют один последовательный порт и четыре параллельных 8-разрядных порта P0…P3., каждая линия которых может индивидуально настраиваться на ввод либо вывод информации.

Каждый из параллельных портов, помимо возможности его использования в качестве универсального порта ввода-вывода, несет дополнительную функциональную нагрузку в зависимости от конфигурации микропроцессорной системы.

Каждый вывод портов Р1, Р2, Р3 может независимо от других настраиваться как вход или как выход. Для использования вывода в качестве входа необходимо, чтобы его защелка содержала «1».

2.1 Алгоритм работы

В зависимости от варианта, микроконтроллер осуществляет ввод (ВВ) либо вывод (ВЫВ) информации.

Данные представляют собой десятичные цифры, записанные либо в упакованном (УП), либо в распакованном (РАСП) формате. В первом случае в каждом байте хранятся по две десятичные цифры, старшая занимает левую тетраду, а младшая — правую. Во втором случае каждая цифра занимает лишь младшую тетраду байта, старшая тетрада при обмене не должна меняться.

Начальный адрес массива, из которого выводятся или в который вводятся данные, либо хранится в регистре R0 текущего банка данных, либо имеет фиксированное значение, указанное в таблице вариантов. Длина массива, задаваемая в цифрах, либо хранится в регистре R1, либо равна первой цифре массива (ПЦ), либо конец обмена определяется сигналом низкого уровня на входе P1.7. В первом случае цифра, определяющая длину массива, входит в состав массива и должна передаваться вместе с массивом. Обмен осуществляется параллельным (ПР) по каналам P1.3...P1.0 либо последовательным по каналу P1.0 кодом. Последовательная передача может осуществляться старшими (ПССТ) либо младшими (ПСМЛ) битами вперед.

Инициатором обмена выступает микроконтроллер (МК) либо внешнее устройство (ВУ). В первом случае каждая операция обмена начинается с выдачи микроконтроллером сигнала запроса к ВУ. Обмен осуществляется после приема от ВУ сигнала подтверждения, при поступлении которого МК производит обмен, снимает запрос, ждет снятия сигнала подтверждения со стороны ВУ и затем продолжает работу.

Во втором случае прежде, чем начать обмен МК ожидает сигнала запроса от ВУ, затем выставляет сигнал готовности к обмену, производит обмен, снимает сигнал готовности, ждет снятия запроса от ВУ, после чего продолжает работу.

Обмен управляющими сигналами между МК и ВУ осуществляется при каждой передаче. ВУ передает сигналы в МК (подтверждение или запрос) по линии Р1.4. МК передает сигналы к ВУ (запрос или готовность) по линии Р1.5. Активное значение сигнала указывается в варианте задания (Н — высокий, L — низкий).

После завершения передачи массива управление передается на начало программы.

Отметим некоторые моменты, связанные с разработкой программ данной лабораторной работы.

Так как программа работает с некоторым массивом данных, то целесообразно использовать косвенную адресацию элементов этого массива (более сложные типы адресации данных, которые можно было бы применить в этом случае, в системе команд микроконтроллера отсутствуют). При этом начальный адрес массива может храниться лишь в регистре R0 или R1 и должен увеличиваться каждый раз после обработки очередного байта памяти (для распакованных чисел — это обработка очередной цифры, а для упакованных — обработка двух цифр).

Неоднократно используемые в программе действия удобно оформить в виде подпрограмм, что делает программу более наглядной и короткой.

ля приема цифры, поступающей в последовательном коде по одной из линий параллельного порта, можно использовать команды циклического сдвига аккумулятора с учетом бита переноса С (битового аккумулятора). Схема выполнения этих команд представлена на рисунке

В отдельных вариантах задания оказывается удобным применение специальной команды SWAP A, которая меняет местами тетрады аккумулятора A(3…0) ↔ A(7…4).

2.2 Порядок подготовки к лабораторной работе

1. Изучить пример подготовки к выполнению работы.

2. Составить программу на языке ассемблера МК-51.

3. Подготовить тестовые примеры для отладки программы.

2.3 Порядок выполнения лабораторной работы

1. Выполнить отладку программы.

2. Продемонстрировать работу отлаженной программы преподавателю.

3. Ответить на вопросы преподавателя.

2.4 Пример выполнения работы

Подготовку к лабораторной работе разберем на примере двух вариантов заданий, существенно отличающихся организацией обмена: параллельным и последовательным кодами.

Вариант 31. Согласно варианту микроконтроллер осуществляет ввод распакованных чисел последовательным кодом по линии Р1.0 старшими разрядами вперед. Начальный адрес массива перед выполнением этой задачи уже хранится в регистре R0. Длина массива — первая принятая цифра. После ввода каждого бита МК выдает сигнал низкого уровня по линии Р1.4. Разрешение ввода — сигнал низкого уровня по линии Р1.5. Инициатор обмена — внешнее устройство.

Программа реализации данного варианта задания с необходимыми комментариями приведена ниже.

Вариант 32. Согласно варианту микроконтроллер осуществляет вывод упакованных чисел параллельным кодом по каналам P1.3...Р1.0. Начальный адрес массива — 10H. Длина массива — его первая цифра. Инициатор обмена — МК. Запрос от МК — сигнал низкого уровня по каналу Р1.4. Подтверждение от ВУ — сигнал высокого уровня по каналу Р1.5.

Программа реализации данного варианта задания с необходимыми комментариями приведена ниже.