Систем на базе микроконтроллеров

Основными инструментальными средствами отладки систем на базе МК являются: внутрисхемные эмуляторы, программные симуляторы, контроллеры-конструкторы, мониторы отладки, эмуляторы ПЗУ, отладочные версии МК /23/. Необходимой составной частью перечисленных средств является отладчик - специальная программа, работающая на инструментальном компьютере и обеспечивающая информационный интерфейс между разработчиком и отлаживаемой системой.

Программа отладчик (Debugger) реализует следующие функции: загрузку отлаживаемой программы в память, просмотр программы в дисассемблированном виде, просмотр содержимого регистров и памяти, модификацию регистров и памяти, управление процессом отладки.

Контроллеры-конструкторы (их часто обозначают аббревиатурой KIT) рассчитаны на использование в готовых изделиях в качестве «полуфабрикатов» аппаратуры пользователя. Контроллеры-конструкторы содержат МК, схемы его обрамления, ОЗУ и ПЗУ с записанным отладочным монитором, типовые периферийные БИС для расширения коммуникационных возможностей контроллера, а также свободное монтажное поле для расположения специальных устройств и схем, определяемых конкретной задачей пользователя.

В качестве примера рассмотрим функциональную схему контроллера-конструктора, изображенную на рис.12.8.

Рис.12.8. Функциональная схема контроллера-конструктора

Это устройство выполнено на базе микроконтроллера семейства 80С51, обозначенного на схеме DD1. Регистр-защелка DD2, стробируемый сигналом ALE контроллера, предназначен для получения восьми младших бит кода адреса. Старшие восемь бит кода адреса формируются на выходе порта P2.

В качестве памяти программ используется репрограммируемое ПЗУ (микросхема DD4), установленное в сокет. Могут также использоваться микросхемы EPROM с объемом памяти от 2 до 32 К.

В качестве внешней памяти данных используется память типа RAM (микросхема DD5) с объемом от 2 до 32К.

Для расширения возможностей параллельного ввода/вывода к порту P0 контроллера подключена микросхема DD6 программируемого периферийного адаптера КР580ВВ55.

Микросхема ПЛМ DD3 осуществляет дешифрацию адресов и формирование управляющих сигналов для платы конструктора. Микросхема формирует сигналы «Выборка памяти программ (ВПП)», «Выборка памяти данных (ВПД)» и «Выборка программируемого параллельного адаптера (ППА)», которые подаются на входы CS микросхем DD4, DD5 и DD6 соответственно. Микросхема DD3 формирует три дополнительных сигнала CS для трех дополнительных устройств пользователя, которые могут быть установлены на свободном монтажном поле.

Кроме этих сигналов на монтажное поле пользователя выведены сигналы WR и RD, линии шины данных МК и выводы трех портов ППА для подключения к контролеру дополнительных устройств (АЦП, ЦАП, ОУ, ЖКИ, клавиатуры и т.п.)

Контроллер-конструктор имеет последовательный канал для связи с инструментальным компьютером.

Контроллер может применяться в двух вариантах - отладочном и рабочем.

В отладочном варианте контроллер используется для макетирования прототипов разрабатываемых систем и отладки прикладных программ. В этом случае в ПЗУ записывается монитор отладки, последовательный канал контроллера подключается к инструментальному компьютеру, а отлаживаемая программа записывается во внешнюю память данных DD5. Далее производится отладка системы

В рабочем варианте контроллер используется как готовое устройство для встраивания в аппаратуру пользователя. В этом случае в ПЗУ программатором записывается исполняемая программа пользователя.

Контрольные вопросы и задания

1.Каковы архитектурные особенности микроконтроллеров?

2.На решение каких задач ориентирована система команд микроконтроллеров?