MOV 7, А ;Скопировать содержимое аккумулятора в седьмую ячейку ОЗУ
Следующие после банков регистров 16 ячеек внутреннего ОЗУ данных (адреса 20H-2FH) образуют область памяти, к которой возможна как байтовая, так и битовая адресация. В этих ячейках располагаются 128 программных флагов (битовых ячеек памяти). Обращение к отдельным битам этих ячеек возможно по их битовым адресам. Например, команды:
SETB 15 ;Запомнить во флаге 15 логическую единицу
JB 15, Metka ;Если во флаге 15 записана логическая единица, то перейти по адресу Metka
обращаются к флагу 15, расположенному в старшем бите байтовой ячейки памяти 21h. Использование однобитовых ячеек памяти позволяет сократить необходимый для работы программы объем памяти данных, т. к. для хранения битовых переменных выделяется один бит в памяти данных, а не машинное слово, как это делается в универсальных микропроцессорах (компьютерах).
В битовой области сосредоточено только 128 флагов. Битовая адресация возможна также в области регистров специальных функций (см. табл. 6.4). Наиболее яркий пример использования битовой адресации в данной области - это обращение к отдельным выводам параллельных портов:
CPL 92 ;Проинвертировать второй бит порта Р1
Выше адреса 128 (080h) располагаются регистры специальных функций, которые будут рассмотрены позже. Некоторые из регистров специальных функций допускают битовую адресацию к каждому из восьми своих битов. Оставшаяся область внутренней памяти данных используется как обычное ОЗУ, без особенностей.
Следует отметить, что в современных микроконтроллерах данного семейства эту память следует рассматривать как встроенные 256 регистров сверхоперативного ОЗУ. Основной памятью постепенно становится внутренняя память микроконтроллера, доступная при помощи команд MOVX @DPTR, А.
Регистры специальных функций
Адреса внутренней памяти данных с 080h no 0FFh используются регистрами специальных функций. Они принадлежат дополнительным устройствам, расположенным на кристалле микроконтроллера, регистры которых отображаются в адресное пространство внутренней памяти данных.
В различных микросхемах семейства MCS-51 состав дополнительных устройств различается. Микроконтроллеры рассматриваемого семейства различаются между собой количеством параллельных портов, последовательных портов, таймеров. Некоторые из регистров специальных функций с указанием их адресов в адресном пространстве SFR внутреннего ОЗУ приведены в табл. 6.4.
Примечание
1. Регистры, выделенные жирным подчеркнутым текстом, присутствуют во всех микросхемах семейства.
2. Регистры, выделенные жирным текстом, присутствуют в микросхемах с ядром 8052.
3. X - неопределенное состояние.
Внутренние таймеры микроконтроллера, особенности их применения
В базовых моделях семейства (ядро MCS-51) имеются два программируемых 16-битных таймера/счетчика (Т/С0 и Т/С1), которые могут быть использованы и как таймеры, и как счетчики внешних событий. Каждый из них состоит из двух 8-битных регистров ТН0 (старший байт) и ТН0 (младший байт) для таймера 0 или ТН1 (старший байт) и ТН1 (младший байт) для таймера 1. При переполнении таймеров производится запись логической единицы в дополнительный триггер (флаг) TF0 для таймера 0 или TF1 для таймера 1.
В старших моделях рассматриваемого семейства микроконтроллеров появляется еще один, причем более удобный, таймер Т2. Но рассмотрение принципов работы этого таймера не входит в задачу данной книги.
В режиме таймера содержимое соответствующего таймера/счетчика инкрементируется в каждом машинном цикле, т. е. через каждые 12 периодов колебаний кварцевого резонатора.
Таймер 0 и Таймер 1 могут работать в четырех режимах:
- режим 0: 13-битный таймер;
- режим 1: 16-битный таймер;
- режим 2: 8-битный таймер с автоматической перезагрузкой;
- режим 3: Таймер 0 как 2 раздельных 8-битных таймера.
- режиме счетчика содержимое соответствующего таймера/счетчика инкрементируется (увеличивается на единицу) под воздействием перехода из 1 в 0 внешнего входного сигнала, подаваемого на вывод микроконтроллера Т0 или Т1. Так как на распознавание периода требуются два машинных цикла, то максимальная частота подсчета входных сигналов равна 1/24 частоты резонатора. На максимальную длительность периода входных сигналов ограничений нет. Для гарантированного обнаружения перехода уровень входного сигнала не должен изменяться как минимум в течение одного машинного цикла микроЭВМ. Кроме того, таймер 1 можно использовать для задания скорости обмена последовательного порта, работающего в режиме с настраиваемой скоростью работы.
Для управления режимами работы таймеров используется регистр TMOD (Timer - таймер, MODe - режим). Его формат приведен на рис. 6.13. Каждая тетрада регистра TMOD управляет своим таймером.
Рис. 6.13.Формат регистра выбора режимов таймеров (TMOD)
Рассмотрим режимы работы внутренних таймеров более подробно.
Режим 0
В режиме 0 таймер работает как 13-битный счетчик, состоящий из 8 битов регистра ТНх и младших 5 битов регистра TLx. Заметим, что "х" в обозначении регистра заменяется на 0 или 1 в зависимости от номера таймера, которым мы управляем в данный момент. Состояния старших 3 битов регистров TLx в режиме 0 не определены и они игнорируются.
Установка запускающего таймер флага TR0 или TR1 не очищает эти регистры. Работе таймера 0 или таймера 1 в режиме 0 соответствует схема, приведенная для Т0 на рис. 6.14. Флаг прерывания таймера TFx устанавливается (принимает значение логической 1) при изменении содержимого счетчика из состояния все 1 в состояние все 0, т. е. при переполнении.
Рис. 6.14. Схема таймера Т0, работающего в режиме 0
Этот режим был введен для совместимости с устаревшим семейством микроконтроллеров MCS-48, чтобы облегчить перенос уже разработанных программ на новые процессоры, и поэтому в настоящее время не используется. Тем не менее, в этом режиме можно обеспечить формирование одиночного интервала времени длительностью до 8096 мс при частоте задающего генератора 12 МГц.
Обычно пользователя интересует не максимальный интервал времени, а некоторый конкретный временной промежуток. Для уменьшения интервала времени в регистры таймера можно предварительно занести число и тем самым сформировать промежуток времени нужной длительности.
Рассмотрим пример подготовки таймера Т0 для формирования временного интервала 5мс: