Реклама:
8051/

Рис. 3.46. Физическая компоновка микросхемы 8051

Как видно на этой схеме, 8051 обычно поставляется в стандартном корпусе с 40 выводами (хотя для отдельных вариантов применения предусмотрены и другие корпуса). В этой микросхеме 16 адресных линий, лимит адресации памяти составляет 64 Кбайт. Ширина шины данных - 8 бит, а это означает, что обмен данными между ЦП и памятью осуществляется блоками по одному байту (в Pentium 4 этот показатель составляет 8 байт, в UltraSPARC III - 16 байт). Предусмотрено несколько вариантов управляющих линий (их описание приводится далее), но самым очевидным отличием от Pentium 4 и UltraSPARC, которые представляют собой специализированные ЦП, является присутствие 32 линий ввода-вывода в четырех группах (по 8 бит в каждой). Каждую из линий ввода-вывода можно соединить с кнопкой, переключателем, светодиодом или любым другим элементом управления, применяемым в электронных устройствах, за счет чего организуются входные и выходные потоки данных. К примеру, если микропроцессор 8051 устанавливается в будильник, то все его кнопки и переключатели соединяются с разными линиями ввода-вывода, а еще некоторое количество линий контролируют показания дисплея. Таким образом, все (или почти все) функции будильника оказываются под программным управлением, и необходимость в недешевых дискретных логических схемах отсутствует.

Цоколевка микросхемы 8051 показана на рис. 3.47. Объем внутренней памяти составляет по умолчанию 4 Кбайт (или 8 Кбайт в модели 8052). Если этот объем оказывается недостаточным, память можно расширить путем подключения через шину дополнительного модуля емкостью до 64 Кбайт. Первые семь сигналов, показанные в левой части рис. 3.47, служат для соединения с внешней памятью, если таковая предусмотрена. Первый сигнал, А, содержит 16 адресных линий, обеспечивающих адресацию байта внешней памяти для чтения или записи. Восемь линий D используются для передачи данных.

8051/

Рис. 3.47. Цоколевка микросхемы 8051

Восемь адресных линий нижнего порядка совмещаются с теми же выводами, что и информационные линии, за счет чего уменьшается общее количество выводов. При выполнении транзакции шины через эти выводы передаются адрес (во время первого цикла) и данные (во время последующих циклов).

При использовании внешней памяти процессор 8051 обозначает операции чтения из памяти и записи в нее установкой сигналов RD и WR соответственно. Наличие внешней памяти требует сигнала ALE (Address Latch Enable - установка защелки адреса). Устанавливая этот сигнал, ЦП удостоверяет правильность адреса. Внешняя память при помощи этого сигнала обычно ставит защелки на адресные линии, которые через непродолжительное время освобождаются и позволяют продолжить передачу данных через выводы.

Сигналы PSEN и ЕА# также имеют отношение к внешней памяти. Сигнал PSEN (Program Store ENable - доступ к памяти программ) устанавливается в том случае, если процессор 8051 намеревается считать данные из памяти программ. Обычно он соотносится с сигналом памяти ОЕ (см. рис. 3.28).

Сигнал ЕА# (External Access - доступ к внешней памяти) обычно отправляется либо в виде нуля, либо в виде единицы; но в любом случае, его значение в каждом конкретном случае неизменно. В случае единицы для обработки адресов в заданном диапазоне используется внутренняя память объемом 4 Кбайт (в модели 8052 - 8 Кбайт), а для остальных адресов - внешняя память. В случае нуля все адреса обрабатываются во внешней памяти, а встроенная память остается незадействованной. В моделях 8031 и 8032 по причине отсутствия встроенной памяти сигнал ЕА# должен устанавливаться только в нуль.

Две линии таймеров обеспечивают передачу данных от внешних таймеров процессору. Две линии прерываний позволяют двум внешним устройствам запрашивать прерывания процессора. Линии TXD и RXD обеспечивают последовательный ввод-вывод с терминалом или модемом. Наконец, линия RST позволяет пользователям и внешним устройствам перезапускать 8051. Как правило, сигнал по этой линии передается в случае сбоя, требующего перезагрузки системы.

Итак, процессор 8051 аналогичен большинству других 8-разрядных процессоров, а единственной его особенностью является наличие линий последовательного ввода-вывода. 32 такие линии объединены в 4 порта, изображенные в правой части рис. 3.47. Все линии двунаправленные, а операции чтения и записи через них осуществляются под программным контролем. Именно так процессор 8051 в большинстве случаев взаимодействует с окружением, и именно это обстоятельство делает его крайне полезным - в одной микросхеме реализованы и процессор, и память, и функции ввода-вывода.

UltraSPARC III || Оглавление || Примеры шин