Микроконтроллердің негiзгi тағайындалуы

          Бағдарлама жадысы (EPROM) құрамына тұрақты есте сақтау жүйесін қосқан және бағдарламаларды сақтауға арналған. Микросұлба түріне қарай ТЕСҚ өшірілетін және тазаланатын түрлері қолданылады.

          Мәліметтерді көрсету регистрі (DPTR) 16 разрядты адресті сыртқы жадыға немесе бағдарлама жадысына сақтауға арналған.

          Стек көрсеткіші (SP) кұрамына сегізразрядты регистрді қосқан, кез келген жады ұяшығына мәліметтерді уақытша сақтай алатын жадының ерекше аймағын қалыптастыруға арналған.

 

2-БӨЛІМ

МИКРОКОНТРОЛЛЕРЛЕРДІҢ ЖЕКЕЛЕНГЕН ТОПТАРЫ

2.1. Бiр кристалды микроконтроллер, 78K0R/LG3-M

Renesas Electronics компаниясы электр  энергиясын есептейтін бiрфазалық  статикалық электрондық есептеуiштерiнің  қызметiн жобалауға мүмкiндiк беретiн  78K0R/LG3-M 16-дәрежелiк микроконтроллерлерді  жасап шығарды. Құрамына 20 Мгц  жиiлiкпен жұмыс істейтін және 128 Кбайттық флеш жадысы бар  жоғары өнiмдi 16-биттiк ядроны біріктірген  жаңа микроконтроллерлер есептеуiштiң   барлық негiзгi функцияларын құрамына  біріктірген. 

2.1.-сурет. Бір кристалды 78K0R/LG3-M микроконтроллер

Айырмашылық ерекшелiктері:

• Бiр фазалық электр энергиясы есептеуiштерiнiң ұлғаймалы функционалдығын қолдауы. Үлкен көлемдi флеш жадының арқасында электр энергиясының бiр фазалық есептеуiштерiндегi әр түрлi функциялардың iске асу мүмкiндiгi.
• Кiрiстiрiлген метрологиялық iшкi жүйе. Микроконтроллерлер құрамына төрт кiрiстiрiлген 24-биттiк аналогты-цифрлық түрлендiргiш (АЦТ) кіреді. Метрологиялық қозғағыш қосымша функцияларды орындау үшiн калибрлеу функциясын және қуат есептеуiшті іске қосады. Құрылымның активті қуатты өлшеуінің жоғарғы дәлдiктерге жетуіне мүмкіндік туады (қателік шамамен 0.1% құрайды).
• Ультратөмен энергия тұтыну. Микроконтроллерлер жұмыс қабiлеттiлiгін қорек көзінің кернеуін     1.8-3.6 В аралығында сақтайды және электр энергиясынан ажыратылған жағдайда кішкене корек көзінің арқасында өте аз энергия тұтынып құрылғының нақты уақыт сағатында жұмыс жасауына мүмкіндік туғызады.

2.2. 8-биттік микроконтроллерлер, XC82/XC83Smart

XC82x және XC83x сериялары 24 Мгц  жиiлiкте жұмыс iстейтiн 8-биттiк  Infineon микроконтроллерлерiнің топтарына  жатады. Қазіргі кезде бұл микроконтроллерлер 2-8 Кбайттық флэш жадымен шығарылады. Микроконтроллердің сыртқы көрінісі 4-суретте бейнеленген.

  Микроконтроллерлердiң ең маңызды мiнездемелерiне коммуникациялық интерфейстер, генерациялы ендік импулсті модулятор сигналы және көп каналды 10 биттiк АЦТ, сонымен бірге төмен энергия тұтынудың қауіпсіз режимін жатқызуға болады. Микроконтроллердің стандартты 8 биттiк мәлiметтердi өңдеуiн көбейту/бөлу модулі арқылы математикалық сопроцессор жылдамдатады. Бұл микроконтроллерлердiң базасында қозғалтқыштардың басқару жүйелерi үшiн тиiмдi және интеллектуалды шешiмдердi құруға мүмкiндiк бередi.

2.2-сурет. Infineon микроконтроллерлерiнің сұлбасы

Ерекшелiктері:

• Сенсорлық басқару (ТЕСҚ-ның кеңейтілген кiтапханасымен);
• Көбейту/бөлу блогы (өнiмдiлiктi қосымша жоғарылату және басқару мүмкiндiктерiн кеңейту үшiн);
• 10 битті төрт каналдық АЦТ;
• Векторлық сопроцессор (коллекторсыз қозғалтқышты векторлық басқару үшiн);
• Тізбектелген интерфейстердің болуы;
• Жұмыстың өшу/қосылу тәртiптері.

Микроконтроллерлердiң XC82x/XC83x топтары сенсорлық басқару интерфейсінiң  арқасында қозғалтқыштарды автоматтық басқару және автомобилдiк нарықтың жаңа құрылғылары ретінде қолданыла  бастады. Олардың әрқайсысына жекелей  тоқтала кетсек, XC82x/XC83x микроконтроллерлерінiң  негізгі қолданылу аймақтары  былай жіктеледі:

• Қозғалтқышты басқару құралдары:
• Желдеткiштердi, үрлегiштерді және тағы басқа құрылғыларды басқаруға арналған кеңейтілген коммуникациялық құрымдардың тұрақты тоғының коллекторсыз қозғалтқыштарында;
• Өлшегіш аспаптардың қозғалтқышын тiкелей басқаруда.
• Автомобилдiң сенсорлық басқару құралдары:
• Жарық шығаруда жарық диодтарының сәуле тарату түсiн реттеу;
• Басқару құралдары (терезе көтергiштерді, айнаны, т.б.)
• Автокөлiктiң төбесіндегі люкті басқару;
• Отырғыштарды басқару;
• Орталықтандырылған басқару жүйелерi, мысалы, жылыту, желдету және ауа тазарту;
• Аспаптық панельдерді жарықтандыруды қамтамасыз етуді басқару.

3-БӨЛІМ

МИКРОКОНТРОЛЛЕРДІҢ  КОМАНДАЛАР ЖҮЙЕСІ

Микроконтроллердің командалар жүйесі логикалық, арифметикалық операцияларды  орындауға, сондай-ақ нақты уақыт  режимінде басқарып жұмыс істеуіне улкен мүмкіндік береді.

Командалар жүйесін шартты түрде бес бөлімге бөлуге болады.

• Арифметикалық командалар;
• Логикалық командалар;
• Ақпаратты беру командалары;
• Биттік процессор командалары;
• Басқарма берілісінің және тармақты командалар.

 

Командалар жүйесінде  қолданылатын символдар және белгілеулер               кестесі

Белгіленуі, символ	Тағайындалуы
А	Аккумулятор
Rn	Таңдалған регистор
r	Командада көрсетілген жүктелген  регистордың номері
direct	Тура адрестелген 8-биттік ішкі мәліметтердің адрес ұяшығы
@Rr	Ішкі ЖЕСҚ мәліметтерінің адрестелетін 8-биттік ұяшығы
data8	8-биттік тікелей мәліметтер
dataH	16-биттік тікелей мәліметтердің  үлкен биттері (15-8)
dataL	16-биттік тікелей мәліметтердің  кіші биттері (7-0)
addr11	11-биттік адрес
addrL	Тағайындалған адрестің кіші биттері
disp8	8-биттік байт
bit	Тура адрестік бит
a15, a14...a0	Адрес биттері
(Х)[M]	Х элементінің М разряды
+ - * / AND OR XOR /X	Операциялар: Қосу Алу Көбейту Бөлу Логикалық көбейту (және операциясы) Логикалық қосу (немесе операциясы) 2 модулі арқылы қосу Х элементінің инверсиясы

 

Микроконтроллерлерде  қолданылатын операндтар

Белгіленуі	Функциясы
ADC	Тасымалдаумен қосу
ADD	Тасымалдаусыз қосу
ADIW	Тікелей мағынада қосу
AND	Логикалық AND-ны орындау
ANDI	Логикалық AND-ны тіклей мағынада орындау
ASR	Арифметикалық оңға жылжыту
BCLR	Жалауды тазалау
BLD	Бит регисторына Т жалаушасын жүктеу
BRBC	Бит регистор жағдайында тазаланған жағдайда өту
BRBS	Бит регистор жағдайында орнатылған жағдайда өту
BRCC	Тасылмалдау жалаушасы тазаланған жағдайда өту
BRCS	Тасылмалдау жалаушасы орнатылған жағдайда өту
BREQ	Тең жағдайда өту
BRGE	Тең немесе үлкен болған жағдайда өту
BRHC	Жартылай тасылмалдау  жалаушасы тазаланған жағдайда өту
BRHS	Жартылай тасылмалдау  жалаушасы орнатылған жағдайда өту
BRID	Глобалды үзуге тыйым  салынған кезде өту
BRIE	Глобалды үзуге рұқсат етілген кезде өту
BRLO	Аз болған жағдайда өту (белгісіз)
BRLT	Аз болған жағдайда өту (белгімен)
BRMI	Минус кезде өту
BRNE	Тең емес кезде өту
BRPL	Плюс жағдайда өту
BRSH	Тең немесе үлкен болған жағдайда өту (белгісіз)
BRTC	Т жалаушасы тазаланған жағдайда өту
BRTS	Т жалаушасы орнатылған жағдайда өту
BRVC	Аса толу тазартылған кезде  өту
BRVS	Аса толу орнатылған кезде  өту
BSET	Жалаушаны орнату
BST	Т жалаушасына регистрдан битті жазу
CALL	Келесі программаны шақыруды орындау
CBI	I/O регистрінде битті өшіру
CBR	Регистрдағы битты өшіру
CLC	Тасымалдау жалаушасын тазарту
CLH	Жартылай тасымалдау жалаушасын тазарту
CLI	Глобалды  үзу жалаушасын тазарту
CLN	Теріс мағына жалаушасын тазарту
CLR	Регистрді тазалау
CLS	Белгі жалаушасын тазарту
CLT	Т жалаушасын тазарту
CLV	Аса толу жалауын тазарту
CLZ	Нольдік мағыналы жалауды  тазарту
COM	Бірлікке дейін толықтыруды  орындау
CP	салыстыру
CPC	Тасымалдау есебімен салыстыру
CPI	Константпен салыстыру
CPSE	Тең болса салыстыру және тексеру
DEC	Декрементирлеу
EOR	Шығаруды орындау
ICALL	Келесі программаны жанама шақыру
IJMP	Жанама өту
IN	I/O портынан мәліметтерді регистрге жазу
INC	Инкрементирлеу
FMUL	Бөлшекті көбейту
FMULS	Сандық бөлшекті көбейту
FMULSU	Белгілі және белгісіз (белгісі  жоқ) бөлшекті көбейту
JMP	Өту
LD Rd,X	Жанама жүктеу
LD Rd,X+	Соңынан инкреминтерлеу арқылы жанама жүктеу
LD Rd,-X	Алдын ала инкреминтерлеу арқылы жанама жүктеу
LDI	Тікелей мағынада жүктеу
LDS	Тікелей мағынада ЖЕСҚ-тан  жүктеу
LPM	Программа жадысына байтты жүктеу
LSL	Логикалық солға жылжыту
LSR	Логикалық оңға жылжыту
MOV	Регистрді көшіру
MUL	Көбейту
NEG	Екіге дейін толықтыру
NOP	Бос команданы орындау
OR	Логикалық OR-ді орындау
ORI	Логикалық OR-ді тікелей мәнмен орындау
OUT	I/O портына регистрден мәліметтерді жазу
POP	Стектен регистрді жүктеу
PUSH	Стекке регистрді орнату
RCALL	Келесі программаны қатысты  шақыру
RET	Бастапқы программаға  кайта оралу
RETI	Үзілуден қайта оралу
RJMP	Қатысты өту
ROL	Тасымалдау арқылы солға  жылжыту
ROR	Тасымалдау арқылы оңға жылжыту
SBC	Тасымалдаумен шегеру
SBCI	Тасымалдаудың тікелей мәнімен  шегеру
SBI	I/O регисторына битті орналастыру
SBIC	I/O регистрінде бит тазаланған болса өткізу
SBIS	I/O регистрінде бит орнатылған болса өткізу
SBIW	Созден тікелей мәнімен  шегеру
SBR	Регистрге битті орналастыру
SBRC	Регистрде  бит тазаланған болса өткізу
SBRS	Регистрде  бит орнатылған болса өткізу
SEC	Тасымалдау флагын орнату
SEH	Жартылай тасымалдау флагын орнату
SEI	Глобалды үзу флагын орнату
SEN	Теріс мән флагын орнату
SER	Регистрдің барлық биттерін орнату
SES	Белгі жалаушысын орнату
SET	Т жалаушасын орнату
SEV	Толу жалауын орнату
SEZ	Нолдік мәне жалауын орнату
SLEEP	SLEEP режимін орнату
ST X,Rr	Жанама жазу
ST Y,Rr	ЖЕСҚ-қа регистрден Ү индексін қолданып жазу
ST Z,Rr	ЖЕСҚ-қа регистрден Z индексін қолданып жазу
STS	Тікелей ЖЕСҚ-қа жазу
SUB	Тасымалдаусыз шегеру
SUBI	Тікелей мәнге шегеру
SWAP	Ниббл орындарын ауыстыру
TST	Нолге немесе минусқа тексеру
WDR	Таймерді түсіру (нолге  айналдыру)

 

Микроконтроллер директивалары

 

 

ДИРЕКТИВА	Мәні	Мысал
Басқару директивасы
CONSTANT	Символдық константты анықтау	constant  cnt=255
#DEFINE	Алмастыру үшiн мәтiндiк тiзбектi анықтама	#define snd portsnd, 1
END	Программа блогiнiң соңы	end
EQU	Тұрақты шаманың анықтамасы	temp    equ 0xF0
ERROR	Қателiк туралы хабар	error "error line"
ERROR LEVEL	Листингтiң файлында қателiк түрiндегi және  файл қателерi  туралы хабар қондыру	errorlevel 1, -202
INCLUDE	Қоректендірудің басқа файлын қою	include <addmain.asm>
LIST	Егер  алдын ала тыйым салынған болса форматты (микроконтроллер типі, жолдағы символдар саны) анықтауға рұқсат етеді	list p=17c42, f=INHX32, r=DEC
MESSG	Қолданбалы хабарлама құру	messg "see here!"
NOLIST	Қорытындыға тыйым салу	nolist
ORG	Программаның бастапқы адресi орнату	org 0x100
PAGE	Листингтiң файлына беттi қыстыру	page
PROCESSOR	Микроконтроллердiң түрiн орнату	processor 16F84
RADIX	Мәлiметтерлердi бiлдiру үшiн үндемеу бойынша есептеу жүйесiн орнату	radix dec
SET	Тұрақты шаманың анықтамасы. EQU ұқсас, бiрақ кейiнiректе қайта анықтауға болады	temp   set b'00110011'
SPACE	Листингтiң файлына жаңа жолды қыстыру	space 3
SUBTITLE	Листингтiң файлына екiншi тақырыпты қыстыру	subtitle "Main Project"

 

TITLE	Листингтiң файлына тақырыпты қыстыру	title "Project Of PIC"
#UNDEFINE	Белгiлi мәтiндiк тiзбектi алып тастау	#undefine snd
VARIABLE	Нышандық айнымалының анықтамасы	variable temp=0xF0
Шарт
ELSE	(IF) баламалы шартты блокгінің басы	else
ENDIF	Шарттың блогiн аяқтау	endif
ENDW	ПОКА циклінің аяқталуы	endw
IF	Шарттың блогiн басы	if version == 100
IFDEF	Выполнить, если определено	ifdef testing
IFNDEF	Егер анықталынған болса орындау	ifndef testing
WHILE	ПОКА циклы	while i < count
Мәліметтер
CBLOCK	Тұрақты шамалардың блогiн анықтама	cblock 0x20
CONFIG	Микроконтроллердiң кескiнiнiң битiне сипаттама	config H'FFFF'
DATA	Сандық  және мәтiндiк мәлiметтерді жасау	txt   data "please", 0x30
DB	Мәлiметтерлер байтының анықтамасы	temp   db 0xFF
DE	EEPROM-де мәлiметтерлердi анықтау	temp   de 0xF0, 0xF1
DT	Кестені анықтау	temp   dt "text", 0, 0x30
DW	Мәлiметтерлер (2 байт) сөзінің анықтамасы	temp   dw 39, "text"
ENDC	Тұрақты шамалардың блогiн аяқталу	endc
FILL	Тұрақтылар облысының толтыруы	fill 0x1009, 5
IDLOCS	ID анықтау	idlocs H'FFEE'
RES	Жадтың сақтауы	buffer   res 64

 

Микроконтроллер  жадысын ұйымдастыру

 

PIC16F87X микроконтроллерлерінде  жадының үш түрі бар. Бағдарлама  жадысы мен деректер жадысының  ақпарат пен деректерінің бөлек  шиналары болады, олар жұмыстың  параллельді орындалуына мүмкіндік  береді.

Бағдарлама жадасын ұйымдастыру. PIC16F87X микроконтроллері РС командасының 13-разрядты санағышына ие, ол  бағдарлама жадысының 8К×14 сөздерін адрестей алады. PIC16F877-де 8К×14 FLASH бағдарлама жадысыны физикалық түрде іске асырылған. Физикалық орындалмаған жады бағдарламаларын шақыру орындалған жадының адрестеуіне әкеледі. Бастапқы күйге келтіру векторының адресі  – 0000h. Үзу векторының адресі – 0004h.

Деректер жадысын ұйымдастыру. Деректер жадысы жалпы және арнайы (SFR) тағайындалған регистрлері бар 4 банкке бөлінген. RP1 (STATUS<6>) және RPO (STATUS<5>) биттері ақпарат банктерін басқару үшін арналған. Төмендегі кестеде деректер жады банктерін шақыру кезіндегі басқарушы биттердің күйі көрсетілген.

                    

  5.1-кесте

RP1:RP0	Банк
00	0
01	1
10	2
11	3

 

Деректер жады банкісінің көлемі 128 байт (7Fh) болады. Банктің бас жағында арнайы тағайындалған регистрлеры, одан кейін статикалық ОЕҚ ретінде орындалған жалпы тағайындалған  регистрлеры орналасады. Барлық іске асырылған банктердің арнайы таағйындалған регистрлеры болады. Кейбір, жиі қолданылатын арнайы тағайындалған регистрлеры басқа да жады банктерінде бейнеленуі мүмкін.

 

4-БӨЛІМ

МИКРОКОНТРОЛЛЕРЛЕР АДАМ ӨМІРІНДЕ

Қазіргі заманғы техникалық  прогрестің ерекше белгісі – адамның  тіршілік әрекетінің барлық салаларында  электроника және микроэлектроника құралдарының көмегімен басқарылатын техниканың қолданылуы болып табылады. Бұл уақытта ақылды кибернетикалық машиналардың қолданылуы күнделікті іске айналды. Тұрмыста берілген бағдарламамен  жұмыс істейтін ас істейтін, ыдыс және кір жуатын машиналар басқа да адамның жұмысын жеңілдететін техникалыр пайдаланылады.

         Ғылым мен техниканың кез-келген  саласының пайда болуы және  дамуы – белгілі бір уақыт аралығында жүретін, басқа да объективтік және субъективтәк себептер мен жағдайларға тәуелді және өзара байланысты күрделі үрдіс болып табылады. Кейбір жағдайларда осы немесе басқа техникалық құрал ерте пайда болды да, осы техникамен байланысты нақты ғылыми бағыттардың пайда болуына алғы шарттар тудырды. Кейбір жағдайларда, жинақталған ғылыми білімдерімізге байланысты техниканың жаңа турін құру мүмкіндігіне ие боламыз немесе бар техниканы жетілдіреміз.