Структурная организация систем на основе микроконтроллеров

Во многих случаях функционально-логических возможностей однокристального МК бывает недостаточно. Поэтому можно расширить микропроцессорную систему относительно простыми средствами. Для МПС, построенную на МК48, память программ может быть расширена до 4 Кбайт; память данных – до 320 байт; линии ввода/вывода – практически неограниченно. МПС, построенные на МК51, допускают расширение памяти данных и программ до 64 Кбайт.

Подключение внешней памяти

Функциональная схема подключения внешней памяти программ к МК48 и МК51 показана на рис. 1.13.

Рис. 1.13. Функциональная схема подключения ВПП

При обращении к ВПП МК48 формирует 12 - разрядный адрес, младший байт которого выдается через порт Р0, а старшая тетрада (Р2.0…Р2.3) - через порт Р2. В МК51 всегда формируется 16-ти разрядный адрес. Причем порт Р0 используется в режиме временного мультиплексирования: в начале каждого машинного цикла обращения к ВПП (фаза S2Р1) через порт Р0 выдается младший байт адреса, который должен быть записан во внешний регистр RG по отрицательному фронту сигнала ALE (рис. 1.14); низкий уровень сигнала PME, формируемый в течение фаз S3Р1... S4Р1 машинного цикла, разрешает выборку байта данных из ПЗУ, который затем поступает на линии порта Р0 и вводится в микроконтроллер. В качестве регистра RG рекомендуется использовать восьмиразрядный параллельный регистр - защелку типа ИР22. Следует особо подчеркнуть, что на вывод EA ВЕ31 должен быть подан низкий уровень напряжения.

Рис. 1.14. Временная диаграмма работы при обращении к ВПП

В некоторых МПС, рассчитанных на обработку больших массивов данных, РПД может оказаться недостаточно. В этом случае возникает необходимость использования внешнего оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), которое может быть подключено к МК48 так, как это показано на рис. 1.15.

Рис.1.15. Функциональная схема подключения ВПД к МК48

При этом максимальный объем ОЗУ, подключаемый к МК48, может составлять не более 256×8 бит. Объем ВПД, подключаемой к МК51, может достигать 64 Кбайт. На рис. 1.16 приведена электрическая схема подключения ОЗУ емкостью 32К×8 к МК51.

Рис. 1.16. Электрическая схема подключения ВПД к МК51

Обращение к ВПД возможно только с помощью команд MOVX. Команды MOVX @Ri, A и MOVX A, @Ri формируют восьмиразрядный адрес, который выдается на ОЗУ через порт Р0. Команды MOVX @DPTR, A и MOVX A, @DPTR формируют 16-ти разрядный адрес, младший байт которого выдается через порт Р0, а старший - через порт Р2. Так же как и при работе с ВПП, байт адреса, выдаваемый через порт Р0, должен быть зафиксирован во внешнем регистре по отрицательному фронту сигнала ALE, т.к. в дальнейшем линии порта Р0 используются для чтения или записи информации в/из МК51. При этом чтение информации стробируется сигналом RD, формируемым ВЕ51, а запись - сигналом WR. На рис. 1.17 показана временная диаграмма работы МК51 в режимах обмена данными с ВПД.

Рис. 1.17. Временная диаграмма обмена МК51 с ВПД