Микроконтроллеры фирмы Митсубиси в системах электропривода

Устройство центрального процессора ОМК содержит счетчик указателя стека, построенный на основе 3-разрядного счетчика. Указатель стека используется для адресации восьми пар ячеек ОЗУ, составляющих восьмиуровневый стек. В отличие от МП К580 стек ОМК имеет ограниченный объем, необходимый для организации многоуровневых прерываний. Кроме того, в системе команд ОМК отсутствуют команды загрузки в стек операндов или содержимого регистров, поэтому стек в ОМК используется только для хранения ССП и содержимого счетчика команд СК.

Организация памяти ОМК В системах, построенных на базе ОМК48, возможно использование трех видов памяти: встроенной (или резидентной) постоянной памяти (РПЗУ), оперативной (ОЗУ) и внешней памяти (ВП), которая, в свою очередь, может содержать ОЗУ и ПЗУ. Область РПЗУ и ОЗУ в ОМК разделена как физически, так и логически, поэтому обращение к различным видам памяти имеет свои особенности.

Встроенная память программ РПЗУ предназначена для хранения команд и неизменяемых данных. Адресное пространство РПЗУ составляет 4 Кб и охватывает адреса в диапазона 000h — 7FFh. Поскольку 7FF16 = 111 1111 11 112, то для адресации 4 Кб ячеек РПЗУ достаточно одиннадцать разрядов счетчика команд. Фактически же шина адреса ОМК, связанная со счетчиком команд, имеет двенадцать разрядов. Состояние старшего двенадцатого разряда А12 счетчика команд программно с помощью команд SEL МВО и SEL MB1 может изменяться по инициативе программиста.

Этот прием позволяет разделить все адресное пространство РПЗУ на два блока памяти емкостью по 2 Кб: МВО и МВ1. Блок МВО охватывает логические адреса памяти в диапазоне 000h-4FFh, которым соответствует значение старшего разряда СК А12 = 0. Блоку МВ1 соответствует значение А12 = 1 и логические адреса РПЗУ в диапазоне 500h-7FFh. Переход к блокам возможен только по командам SEL MBO/MB1, а адресация внутри блоков обеспечивается инкрементированием счетчика команд. Поэтому после выбора любого блока программист оперирует с адресами РПЗУ в диапазоне 000h-7FFh. Если программа не размещается в блоке МВО, то ее продолжение начнется с адреса 000h блока МВ1.

Каждый блок памяти разбит на страницы по 256 байт в каждом. Для адресации ячеек внутри выбранной страницы достаточно только восемь разрядов, которые и указываются в командах условий переходов. Поэтому при разветвлении программы по условию возникают дополнительные трудности, связанные с указанием номера страницы, куда передается управление. В командах же вызова подпрограмм указываются все 11 разрядов адреса, что позволяет размещать подпрограммы на любых страницах памяти.

Три адреса — ОООh, ООЗh и 007h РПЗУ имеют специальное назначение. Адрес ОООh формируется в СК всякий раз после окончания сигнала системного сброса (подобно МП К580). Следовательно, по этому адресу должна быть записана какая-либо команда управляющей программы. Обычно сюда записывается команда безусловного перехода, так как ячейки с адресом 003 должны быть загружены вектором прерывания от внешнего устройства, запросившего прерывание сигналом ЗПР. В ячейке по адресу 007h размещается вектор прерывания от таймера или начальная команда обслуживания прерывания, так как ячейки начиная с адреса 008h могут содержать любой фрагмент управляющей программы.

Блок МВО включает РПЗУ объемом 1 Кб и 1 Кб внешней памяти. Поэтому использование в управляющей программе МК взаимосвязанных подпрограмм никаких затруднений не вызывает. Если эти подпрограммы располагаются в различных блоках (МВО и MBI), то необходимо обеспечить выбор нужного блока памяти.

Встроенная память данных (ОЗУ) ОМК предназначена для оперативного хранения данных и составляет 64 8-разрядных ячеек, адреса которых лежат в диапазоне 00h- 3Fh. В состав ОЗУ входят два блока РОН (РОН1 и РОН0), содержащих по восемь регистров, и восьмиуровневый стек, содержащий 16 8-разрядных ячеек. Выбор РОН1 или РОН0 осуществляется команда соответственно SEL RBO или SEL RB1. Регистры блоков РОН1 и РОН0 используются в командах с прямой адресацией, и все ячейки ОЗУ доступны командам с косвенной адресацией через регистры RO, R1 или RO*, R1*, соответственно, блоков РОНО РОН1.

Ячейки с адресами 08h-18h составляют стек ОМК, и обращение к ним возможно через указатель стека при вызове программ или через регистры-указатели RO и R1. Если стек занимает не все отведенные ячейки, то остальные могут использоваться как ячейки ОЗУ.

Регистры RO и R1 могут использоваться в качестве косвенного адреса при подключении к ОМК внешней памяти данных объемом 256 байт.

Встроенный таймер (счетчик событий) На кристалле ОМК 48 расположен 8-разрядный регистр с внутренней схемой инкрементирования, которые в совокупности образуют 8-разрядчый счетчик, работающий в режиме сложения поступающих на его вход импульсов. На базе счетчика программными средствами создается два логически раздельных устройства: таймер и счетчик событий, содержащие, кроме счетчика, делитель и триггер флага FT — переполнения счетчика.

На вход счетчика могут поступать импульсы с внешнего входа Т1 (в режиме счетчика событий) или с вывода делителя на 32 (в режиме таймера). Делитель используется для формирования эталонной импульсной последовательности на входе счетчика. Таким образом, на вход делителя на 32 поступают импульсы с частотой FP/400, где FP — частота кварцевого резонатора. Следовательно, счетчик увеличивает свое содержание на 1 через каждые 80 мкс (Т = 32/400×103).

Для полного заполнения на вход счетчика должны поступать 255 импульсов эталонной частоты. Каждый 256-й приходящий импульс переведет счетчик из состояния FFh в состояние ООh, признак переполнения счетчика FT установится при этом в состояние лог. «1». Состояние признака TF может быть использовано для организации ветвления программы по условию переполнения счетчика. Установка признака TF в состояние лог. «

1″ может быть использована для организации прерывания по вектору, размещенному по адресу 007 ПЗУ, если предварительно прерывание разрешено командой EN TCNT. Выполнение команды условного перехода или переход к подпрограмме обслуживания прерывания сбрасывает признак переполнения TF.

Заключение

Таким образом, при модульном принципе построения все МК одного семейства содержат процессорное ядро, одинаковое для всех МК данного семейства, и изменяемый функциональный блок, который отличает МК разных моделей.

Процессорное ядро включает в себя:

центральный процессор;

внутреннюю контроллерную магистраль (ВКМ) в составе шин адреса, данных и управления;

схему синхронизации МК;

схему управления режимами работы МК, включая поддержку режимов пониженного энергопотребления, начального запуска (сброса) и т. д.

Изменяемый функциональный блок включает в себя модули памяти различного типа и объема, порты ввода/вывода, модули тактовых генераторов (Г), таймеры. В относительно простых МК модуль обработки прерываний входит в состав процессорного ядра. В более сложных МК он представляет собой отдельный модуль с развитыми возможностями. В состав изменяемого функционального блока могут входить и такие дополнительные модули как компараторы напряжения, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и другие. Каждый модуль проектируется для работы в составе МК с учетом протокола ВКМ. Данный подход позволяет создавать разнообразные по структуре МК в пределах одного семейства.

Получается, что микроконтроллеры Мицубиси применимы в различных областях науки и техники. Это и различные области промышленности, и плееры, и компьютеры… Да мало ли можно перечесть. Наши ученые на базе микроконтроллера Мицубиси сконструировали тоже отличную вещь. Так что наука не стоит на месте.

csi.ifmo.ru

www.consys.ru

www.mitsubishi-automation.ru

www.kievclimate.com

www.naf-st.ru

www.consys.ru

www.consys.ru

csi.ifmo.ru

csi.ifmo.ru

csi.ifmo.ru

www.mitsubishi-automation.ru

www.mitsubishi-automation.ru

www.kievclimate.com

www.kievclimate.com

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru

www.naf-st.ru