Слева приводятся адреса соответствующих областей памяти

ОМЭВМ семейства MCS-51

 

ОМЭВМ семейства MCS-51 представляют собой функционально законченное устройство, которое содержит на едином кристалле:

· центральный восьмиразрядный процессор;

· память данных (ПД) объемом 128 байт (аналог ОЗУ в обычных МПС);

· память команд (ПК) объемом от 0 до 32 К в зависимости от типа ОЭВМ (аналог ПЗУ в обычных МПС);

· четыре восьмиразрядных программируемых канала ввода-вывода, (обозначаемых как порты P0, P1, P2, P3);

· два 16-битовых многорежимных таймера/счетчика;

· систему прерываний с пятью векторами и двумя уровнями;

· последовательный интерфейс для связи с ПК через канал RS-232;

· тактовый генератор.

Обозначение ОЭВМ показано на рис. 1.

Структурная схема приведена на рис. 2 и состоит из следующих основных функционально законченных узлов:

· блок управления, предназначен для выработки синхронизирующих и управляющих сигналов, обеспечивающих координацию совместной работы блоков ОМЭВМ во всех допустимых режимах её работы;

· арифметико-логическое устройство (АЛУ), обеспечивающее выполнение арифметических и логических операций, а также операции логического сдвига, обнуления, установки и т.п.;

· блок таймеров / счетчиков, предназначенный для подсчета внешних событий, для получения программно управляемых внешних задержек и выполнения времязадающих функций ОМЭВМ;

· блок последовательного интерфейса и прерываний, предназначенный для организации ввода-вывода последовательных потоков информации и организации системы прерывания программ;

· программный счетчик, предназначенный для формирования текущего 16-разрядного адреса программной памяти и 8/16-разрядного адреса внешней памяти данных;

· память данных, служащая для хранения и выдачи информации, используемой в процессе выполнения программ;

· память команд, предназначенная для хранения программ и имеющая отдельное от памяти данных адресное пространство.

 

Рис. 1. Обозначение БИС ОМЭВМ

Рис 2. Структурная схема ОМЭВМ

ОМЭВМ имеет:

· 32 регистра общего назначения;

· 128 определяемых пользователем программно-управляемых флагов;

· набор регистров специальных функций, наименование и адреса которых приведены в табл. 1.

Организация памяти

Все ОМЭВМ семейства МCS-51 имеют несколько адресных пространств, функционально и логически разделенных за счет разницы в механизмах адресации и сигналах управления записью и чтением:

· память команд (ПК);

· внутренняя память данных (ПД);

· внешняя память данных (ПД).

Таблица 1

Структура адресного пространства ОМЭВМ показана на рис. 3.

Слева приводятся адреса соответствующих областей памяти.

Память команд – имеет 16-битовую адресную шину, её элементы адресуются с использованием счетчика команд (РС) или инструкциями, которые вырабатывают 16-разрядные адреса. Память команд доступна только по чтению. Она имеет байтовую организацию и общий объем до 64Кбайт. Ряд ОМЭВМ содержат расположенную на кристалле внутреннюю память команд емкостью от 4 Кбайт до 32 Кбайт, которая может быть расширена до 64 Кбайт за счет подключения микросхем внешней память команд.

Сигналом, стробирующим выборку и ввод байта из внешней памяти команд в ОМЭВМ является сигнал PME (РSEN). Для ОМЭВМ, содержащих внутреннюю память команд, сигнал РSEN формируется только в том случае, если адрес в счетчике команд превосходит максимальный адрес внутренний памяти команд, например, 0FFFH для 4К байтной версии. Для ОМЭВМ, не имеющих внутренней памяти команд, РSEN формируется при любом обращении к памяти команд.

 

Рис 3. Организация памяти ОЭВМ

Внутренняя память данных – состоит из 2-х областей:

· 128 байт оперативной памяти (ОЗУ) с адресами 0-7FH;

· область регистров специальных функций (SFR), занимающая адреса 80H-FFH.

Распределение пространства внутренней памяти данных показано на рис. 4.

Младшие 32 байта внутреннего ОЗУ данных сгруппированы в 4 банка по 8 регистров в каждом (БАНК 0 - БАНК 3 на рис. 4). Команды программы могут обращаться к регистрам, используя их имена R0 - R7. Два бита PSW (указатели банка рабочих регистров RS0 и RS1) определяют, с регистрами какого банка проводятся манипуляции (прямая адресация). Следующие после банков регистров внутреннего ОЗУ данных 16 байт (адреса 20H-2FH) образуют область ячеек, к которым возможна побитовая адресация.