Міністерство освіти і науки України Національний університет «Львівська політехніка» Кафедра ЕОМ
Курсова Робота з курсу «Мікропроцесорні системи» на тему: «Проектування Мікрокомп’ютера» Варіант № 16 АНОТАЦІЯ В даній курсовій роботі спроектовано мікрокомп'ютер на базі мікропроцесора C8051F320 фірми Silicon Labs. Подано опис мікропроцесора C8051F320, мікросхем зовнішньої пам'яті 23K256 програм та даних, а також заданого периферійного пристрою – порту UART. В даній роботі розроблено електричну функціональну і принципову схеми пристрою, граф-схему алгоритму його роботи, а також програму драйвер. ЗМІСТ ВСТУП 4 ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ 5 1. ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВУЗЛІВ СИСТЕМИ 6 1.1 МП С8051F320 6 1.1.1 Основні технічні характеристики МП С8051F320 6 1.1.2 Структура МП С8051F320 7 1.1.3 CIP-51 (8051 сумісне ядро) 8 1.1.4 Структура пам’яті 10 1.1.5 Програмна модель 11 1.1.6 Характеристика системи команд 14 1.1.7 Функціональне призначення виводів мікросхеми 16 1.1.8 Вузол початкової установки 18 1.1.9 Вузол синхронізації 19 1.2 Пам’ять ОЗУ 20 1.2 Підсистема вводу/виводу 22 2. РОЗРОБКА СХЕМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ 23 2.1 Загальна структурна схема системи 23 2.2 Формування магістралі адрес та даних 24 3. РОЗРОБКА СХЕМИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ПРИНЦИПОВОЇ 25 3.1 Блок синхронізації 25 3.2 Блок початкового скиду 26 3.3 Підключення зовнішньої пам’яті 26 3.4 Підключення зовнішньої периферії 27 4. РОЗРОБКА ПРОГРАМНОЇ ЧАСТИНИ СИСТЕМИ 28 ВИСНОВКИ 30 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 31 ДОДАТКИ 32 ВСТУП Розробка мікрокомп’ютерів є дуже важливою складовою галузі розробки комп’ютерів в цілому. Основною перевагою використання мікрокомп’ютерів є низькі споживані витрати і можливість виконання різних спеціалізованих задач. Тому вони використовуються в найрізноманітніших галузях. Мікрокомп’ютери можна зустріти в багатьох сучасних приладах, таких як телефони, пральні машини, вони відповідають за роботу двигунів і систем гальмування сучасних автомобілів, з їх допомогою створюються системи контролю і системи збору інформації, а переважна більшість процесорів, що випускаються у світі це – мікроконтролери. ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ Спроектувати мікрокомп’ютер на базі мікропроцесора C8051F32х. Розробити функціональну та принципову електричні схеми мікрокомп’ютера. Розробити програму ініціалізацію та керування мікрокомп’ютером. Основні вузли мікрокомп’ютера: Центральний процесор – C8051F320 (Silicon Labs) Оперативна пам’ять (ОЗП) – 23K256 (Microchip) Підсистема вводу/виводу (ПВВ) - UART 1. ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВУЗЛІВ СИСТЕМИ 1.1 МП С8051F320 1.1.1 Основні технічні характеристики МП С8051F320 Аналогова периферія АЦП 10 біт, два компаратори; джерело внутрішньої опорної напруги; POR/Brown - Out Detector. Контролер USB Специфікація USB 2.0; підтримка швидких(12 Мб/с) чи повільних (1,5 Мб/с) операцій; комплексне відновлення синхронізації - не потрібно зовнішнього кристалу для підтримки різних швидкостей; підтримка 8 різних кінцевих пристроїв; 1 КБ буферної пам’яті для USB; інтегрований трансівер - не потрібно зовнішнього опору. Вбудований відлагоджувач Відлагоджувач вбудований в кристал (дозволяє обійтися без емулятора); забезпечує точки переривання, покрокове виконання, перегляд пам’яті і регістрів; найвища ефективність досягається для систем емуляції, які використовують ICE чіпи і сокети. Регулятор вхідної напруги Від 4.0 до 5.3 вольт. Високошвидкісне 8051-сумісне ядро Конвеєрна архітектура комнд – 70% команд віиконуюються за 1 чи 2 такти; швидкодія до 25 MIPS при частоті 25МГц; розширений обробник переривань. Пам’ять 2304 байта внутрішній ОЗП (1КБ + 256Б + 1КБ буфер USB); 16 КБ флеш пам’яті блоками по 512 Б. Цифрова периферія 25 портів вводу/виводу з прямою логікою; апаратно розширювані UART, SPI і SMBus послідовні інтерфейси; 4 16-бітні лічильники загального призначення; 16-бітний програмований лічильник з 5 модулями захоплення; підтримка режиму реального часу з використанням зовнішнього таймера і програмованого лічильника....