Параметры структуры рис.1.1 для моделей микроконтроллеров Z8
|Модель |Узлы|Выв| | | | | |
| | |оды| | | | | |
| |T0 |T1 |SPI |Управление |Порт P0 |Порт P1 |Порт P3 |
| | | | | |76543210 | |76543210 |
|02 |- |* |- |- |*** |- |*** |
|03 |- |* |- |- |- |- |****** |
|04 |* |* |- |- |*** |- |*** |
|06 |* |* |* |- |- |- |****** |
|08 |* |* |- |- |*** |- |*** |
|31 |* |* |- |- |******** |- |******** |
|30 |* |* |- |- |******** |- |******** |
|40 |* |* |- |* |******** |* |******** |

Устройство ввода/вывода МК представлено 4 программируемыми портами. Кроме того, на кристалле МК выполнен ряд периферийных устройств: 1- таймера/счетчика, устройство управления прерываниями, 2 аналоговых компаратора и последовательный интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface).
Назначение выводов микроконтроллера понятно из рис.1 за исключением выводов узла синхронизации и управления, функции которых пояснены ниже:
XTAL -выводы для подключения кварцевого или керамического резонатора, LC- или RC-цепи;

/AS -выход строба адреса (Address Strobe);

/DS -выход строба данных (Data Strobe);

R//W -сигнал "Чтение//Запись"(Read//Write);

/RESET- вход сброса.

Примечание. Здесь и далее для сигналов с низким активным уровнем используются два эквивалентных обозначения, например:

__

AS или /AS.
Физическое наличие определенных узлов и выводов в разных моделях МК отмечено в табл.1.2 знаком "*".

1.2.2. Адресное пространство микроконтроллеров
Адресное пространство МК состоит из адресного пространства регистрового файла и адресного пространства памяти. В адресное пространство регистрового файла включены периферийные регистры, управляющие регистры, порты ввода/вывода и регистры общего назначения (РОН). Последние образуют ОЗУ МК.
Адресное пространство памяти образовано ячейками внутренней и внешней памяти программ для хранения программного кода и констант, а также ячейками внешней памяти данных для хранения данных и размещения стека.

1.2.2.1. Адресное пространство регистрового файла
Регистровый файл состоит из стандартного регистрового файла (СРФ), имеющегося во всех моделях МК, и расширенного регистрового файла (РРФ), частично используемого в некоторых моделях МК для управления дополнительными функциями.
Структура регистрового файла показана на рис 1.2.
СРФ состоит из 256 восьмибитных регистров с шестнадцатеричными адресами от
00H до FFH (здесь и далее H -суффикс шестнадцатеричной системы счисления).
Адресное пространство СРФ разделено на 16 рабочих групп регистров по 16 регистров в каждой. Рабочая группа 0 содержит регистры с адресами от 00H до
0FH, группа 1 -регистры с адресами от 10H до 1FH и т.д. Следовательно, правомерно считать, что первая шестнадцатеричная цифра адреса соответствует номеру рабочей группы регистров, а вторая -номеру регистра. На рис.1.2 выделены рабочие группы регистров СРФ с указанием адреса нулевого регистра каждой группы в шестнадцатеричной системе счисления.
Рабочая группа регистров 0 -особая, она может замещаться группами регистров из РРФ. РРФ содержит 16 расширенных групп регистров по 16 регистров в каждой. На рис.1.2 указаны номера расширенных регистровых групп. Следует отметить, что рабочая группа 0 СРФ совпадает с расширенной группой 0 РРФ.
Специальный регистр RP (Register Pointer -Указатель регистров), размещенный в СРФ по адресу FDH (253), содержит два четырехбитных указателя, определяющие текущие номера рабочей (старшая тетрада) и расширенной
(младшая тетрада) регистровых групп. Перезагрузкой регистра RP можно оперативно изменять выбранные группы регистров. Старшая цифра указанного в команде загрузки шестнадцатеричного числа будет определять номер рабочей группы, а младшая -номер расширенной группы регистров.
Доступ к регистрам может осуществляться как с помощью полного восьмибитного адреса, так и с помощью короткого четырехбитного адреса. В последнем случае адрес определяет номер регистра в текущей рабочей группе. Если текущая рабочая группа -0, то будет выбран соответствующий регистр из текущей расширенной группы. В случае использования восьмибитного адреса 0XH (где X
-любая шестнадцатеричная цифра) выбирается регистр X текущей расширенной регистровой группы, а адреса 1XH -FXH соответствуют регистрам СРФ. В последнем случае исключение составляет рабочая группа регистров E (адреса
E0H -EFH), к которой нельзя обращаться с помощью восьмибитного адреса, т.к. байтовый формат EXH зарезервирован разработчиками МК для команд с укороченным адресом.
Разные модели МК имеют разные наборы физически доступных регистровых групп.
Для СРФ эти наборы показаны на рис.1.2 столбиковой диаграммой. Расширенная группа регистров 0 (она же -рабочая группа регистров 0) имеется во всех моделях МК. Расширенная группа регистров C имеется только в модели 06, а расширенная группа регистров F имеется в моделях 03,06,30,31,40.
Незадействованные регистры расширенных групп 1 -F зарезервированы разработчиками МК для дальнейших применений.

Рис. 1.2 Структура регистрового файла
Часть регистров СРФ имеет специальное назначение (управляющие и периферийные регистры), остальная часть -регистры общего назначения -РОН
(General Purpose Register -GPR). Последние и образуют оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) МК. Регистры специального назначения сосредоточены в рабочей группе F и в расширенной/рабочей группе 0. Все задействованные регистры расширенных групп имеют специальное назначение. На рис. 1.2 справа показаны все регистры специального назначения. Для каждого регистра указаны шестнадцатеричный адрес и идентификатор, представляющий аббревиатуру назначения регистра. В табл. 1.3 приведен полный перечень этих регистров с указанием идентификатора, назначения на английском и русском языках и характера операций доступа (R -чтение, W -запись).

Таблица 1.3

Регистры специального назначения
|Идентифик|Назначение | |Дост|
|атор | | |уп |
| |Английский |Русский | |
|SPL |Stack Pointer Low |Указатель стека - мл. байт |R/W |
| |Byte | | |
|SPH |Stack Pointer High |Указатель стека - ст. байт |R/W |
| |Byte | | |
|RP |Register Pointer |Указатель регистров |R/W |
|FLAGS |Program Control |Регистр флагов |R/W |
| |Flags | | |
|IMR |Interrupt Mask |Регистр маски прерываний |R/W |
| |Register | | |
|IRQ |Interrupt Request |Регистр запросов прерываний |R/W |
| |Register | | |
|IRP |Interrupt Priority |Регистр приоритета прерываний |W |
| |Register | | |
|P01M |Port 0-1 Mode |Регистр режима портов 0-1 |W |
| |Register | | |
|P3M |Port 3 Mode Register|Регистр режима порта 3 |W |
|P2M |Port 2 Mode Register|Регистр режима порта 2 |W |
|PRE0 |TO Prescaler |Предделитель ТО |W |
|TO |Timer/Counter TO |Таймер/Счетчик ТО |R/W |
|PRE1 |T1 Prescaler |Предделитель Т1 |W |
|T1 |Timer/Counter T1 |Таймер/Счетчик Т1 |R/W |
|TMR |Timer Mode Register |Регистр режимов таймеров |R/W |
|WDTMR |Watch Dog Timer Mode|Регистр режима сторожевого таймера |W |
| |Register | | |
|SMR |Stop-Mode Recovery |Регистр управления восстановлением |W* |
| |Register |из режима STOP | |
|PCON |Port Control |Регистр управления портами |W |
| |Register | | |
|SCON |SPI Control Register|Регистр управления последовательным|R/W |
| | |интерфейсом | |
|RxBUF |SPI Receive Buffer |Приемный буфер последовательного |R/W |
| | |интерфейса | |
|SCOMP |SPI Compare Register|Регистр сравнения последовательного|R/W |
| | |интерфейса | |
|P3 |Port 3 |Порт 3 |R/W |
|P2 |Port 2 |Порт 2 |R/W |
|P1 |Port 1 |Порт 1 |R/W |
|P0 |Port 0 |Порт 0 |R/W |

* Бит 7 регистра SMR - только для чтения.
Наборы регистров специального назначения для разных моделей МК приведены в табл.1.4.

Таблица 1.4

Наборы регистров специального назначения
|Имя Регистра |Мо| | | | | | | |
| |де| | | | | | | |
| |ль| | | | | | | |
| |МК| | | | | | | |
| |02|03|04|06|08|31|30|40|
|SPL |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|SPH |* |* |* |* |* |* |* |+ |
|RP |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|FLAGS |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|IMR |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|IRQ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|IPR |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|P01M |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|P3M |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|P2M |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|PRE0 |- |- |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|T0 |- |- |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|PRE1 |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|T1 |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|TMR |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|WDTMR |- |+ |- |+ |- |+ |+ |+ |
|SMR |- |+ |- |+ |- |+ |+ |+ |
|PCON |- |+ |- |+ |- |+ |+ |+ |
|SCON |- |- |- |+ |- |- |- |- |
|RxBUF |- |- |- |+ |- |- |- |- |
|SCOMP |- |- |- |+ |- |- |- |- |
|P3 |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|P2 |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |+ |
|P1 |- |- |- |- |- |- |- |+ |
|P0 |+ |- |+ |- |+ |+ |+ |+ |

Примечания: 1.Наличие регистра отмечено знаком "+".

2.Регистр SPH во всех моделях, кроме 40, используется как регистр общего назначения GPR (отмечено знаком "*").
При программировании МК следует учитывать способ доступа к регистрам.
Чтение регистров, предназначенных только для записи, будет давать результат
FFH. Поэтому использование этих регистров в командах, где они считываются
(например, в логических командах OR и AND), будет давать неправильный результат. Когда линии портов 0 и 1 определены как выходы адреса, они приобретают статус регистров только для записи. И, наконец, регистр WDTMR должен быть записан в течение первых 64 тактов синхронизации после сброса.
РОНы, с точки зрения системы команд, могут рассматриваться не только как отдельные восьмибитные регистры, но и как шестнадцатибитные пары регистров.
При этом должно соблюдаться четное выравнивание, т.е. адрес регистровой пары должен быть четный. При этом старший байт регистровой пары размещается по четному адресу, а младший -по нечетному. В рабочей регистровой группе регистровых пар будет 8, и им соответствуют только четные номера:
0,2,...,14.
Доступ к отдельным битам регистров осуществляется логическими командами с масками.
Функция защиты ОЗУ заключается в том, что старшая часть адресного пространства от 80H до EFH (исключая управляющую группу регистров) может быть защищена от чтения и записи. Бит защиты ОЗУ программируется одновременно с ПЗУ (масочно или электрически). Если этот бит запрограммирован, то функция защиты управляется программно битом D6 регистра IMR. Логическая 1 включает функцию защиты, логический 0
-отключает. Эту функцию имеют только модели МК 30 и 40.

1.2.2.2. Адресное пространство памяти
Адресное пространство памяти состоит из адресного пространства памяти программ и адресного пространства памяти данных. Память программ состоит из внутреннего ПЗУ и внешней памяти. Память данных также является внешней.
Структура адресного пространства памяти МК показана на рис.1.3. Доступность фрагментов адресного пространства для различных моделей МК показана на рисунке столбиковой диаграммой.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6