Создание микроконтроллеров и микропроцессоров

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ		5
1	ТИПЫ КОМАНД	6
2	ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ МИКРОКОМАНД	7
3	ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ КОМАНД	9
4	ФОРМАТ КОДА КОМАНДЫ	11
5	УПРАВЛЯЮЩИЙ АВТОМАТ	12
6	ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА	13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ		15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Наиболее важным достижением схемотехники и микроэлектроники является создание микроконтроллеров и микропроцессоров. Размещённые в одном корпусе функционально завершённые устройства с большими вычислительными и логическими возможностями представляют собой качественный скачок в развитии вычислительной техники. Функциональная завершенность микроконтроллеров и микропроцессоров позволяет безгранично расширить сферу их использования в контролирующих, управляющих и обрабатывающих цифровых устройствах непосредственно встраиваемых в приборы, машины, технологические установки и процессы, что позволяет достигнуть значительного повышения уровня общей автоматизации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТИПЫ КОМАНД

 

Для реализации микроконтроллера выбраны три типа команд. Этокоманды:

1. MOV – Сложение двух операндов. Команда является двухадресной. Операнд-источник определяется непосредственной адресацией, а операнд-приёмник определяется косвенной регистровой адресацией.
2. Сброс РОНа. Команда является одноадресной. Операнд определяется прямой регистровой адресацией.
3. RETI – Возврат из подпрограммы обработки прерываний. Команда является безадресной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ МИКРОКОМАНД

 

Каждая машинная команда представляет собой последовательность микрокоманд. Последовательность микрокоманд для выбранных команд имеет вид:

1 MOV:

1. Извлечение из памяти команды кода команды;
2. Декодированиекодакоманды;
3. Извлечение адреса РОНа с адресом ячейки-приёмника;
4. Считывание адреса ячейки памяти из РОНа;
5. Сохранение адреса в служебный регистр (регистр напрямую связан с оперативной памятью);
6. Инкрементирование регистра-счётчика команд:
7. Извлечение операнда-источника из кода команды;
8. Запись данных источника в оперативную память;
9. Фиксирование состояния регистра флагов;
10. Инкрементирование регистра-счётчика команд;
11. Переход к исполнению следующей команды.

2 Сброс РОНа

1. Извлечение кода команды из памяти программы;
2. Декодирование кодакоманды;
3. Формирование адреса РОНа, который необходимо обнулить;
4. Замена все биты РОНа нулями;
5. Инкрементирование регистра-счётчика команд;
6. Переход к исполнению следующей команды.
3. RET I
1. Извлечение из памяти программы кода команды;
2. Декодирование кода команды;
3. Чтение содержимого РУС;
4. Формирование доступа к ячейки памяти ОЗУ, адрес которой указан в РУС;
5. Чтение содержимого ячейки памяти ОЗУ;
6. Загрузка содержимого ячейки памяти ОЗУ в служебный регистр;
7. Загрузка содержимого а регистр-счётчик команд;
8. Декрементирование РУС;
9. Установка флага I, регистра флагов;
10. Переход к исполнению следующей команды.

 

 

 

           3   ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ КОМАНД

 

MOV[Rd],2

7	6	5	4	3	2	1	0			РСчК
0	0	0	0	0	0	0	0	R0		1	1	1	0	1	0	2	2
1	1	0	1	0	1	0	1	R1		0	0	0	0	0	0	1	0
1	1	0	1	1	1	0	1	R2
0	1	0	1	1	0	0	1	R3

 
Пересылка данных из_служебного регистра

	Формирование адреса ОЗУ							7	6	5	4	3	2	1	0
								0	0	0	0	0	0	0	0	57h
								0	0	0	0	0	0	0	0	58h
								00	00	00	00	00	00	00	00	59h
								0	1	0	1	1	0	0	1	5Ah
										7	6	5	4	3	2	1    0
					Сохранение в служебномрегистре														РУС
																			РСчК
										0	1	0	1	1	0	0	1		Сл1
Регистрыфлаговнеменяются																			Сл2

Рисунок 1 – Графическоепредставлениекоманды MOV

 

CLR Rd

 

7	6	5	4	3	2	1	0			РСчК
10	10	00	10	00	10	10	10	R0		0	0		0		0		0		0		1		0
								R1
								R2
								R3

 

Рисунок2 - Графическое представление команды CLR

 

 

 

 

РСчК

 

RET I

 

ОЗУ

	7	6	5	4	3	2	1	0
									57h		0	0		0		0		0		0		0		1
									58h
	1	1	0	0	1	0	1	0	59h
									60h		0	1			0		1		1		0		0		1		РУС
											1	1			0		0		1		0		1		0		РСчК
	Занимаем значение из памяти																										Сл1
	I	T	H	S	V	N	Z	C																			Сл2
	1	-	-	-	-	-	-	-	RF

 

Рисунок3 – Графическое представление команды RETI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4   ФОРМАТ КОДА КОМАНДЫ

 

Таблица 1 - Форматы кодов команд

№	Мнемоническоеобозначение команды	Код команды	Слов		Форматассемблерной команды.
			коли-чество	номер	6	5	4	3	2	1	0
1	MOV[Rd],2	4D,2h	1	1	0	1	0	1	1	0	0
2	CLR Rd	59h	1	2	1	1	0	1	0	1	1
3	RET I	47h	1	3	1	1	0	0	1	0	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5   УПРАВЛЯЮЩИЙ АВТОМАТ

 

Схема управляющего автомата представлена на рисунке 4.

 

Рисунок4 - Граф управляющего автомата

 

 

 

6   ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ  СХЕМА

 

Принципиальная схема микроконтроллера представлена на рисунке 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В рамках курсовой работы был синтезирован микроконтроллер. Определены команды, которые он выполняет, сформированы коды команд, схема управляющего автомата и начерчена его принципиальная схема.