Все микроконтроллеры семейства MCS-96 имеют единую базовую структуру, включающую (см. рис. 1.1):

- центральное процессорное устройство (Central Processor Unit, CPU);

- внутреннюю память (Internal Memory, IM);

- набор периферийных устройств (Peripherals);

- контроллер памяти (Memory Controller, MC).

К микроконтроллеру может быть подключена внешняя память (External Memory).

В состав процессора входят арифметико-логическое устройство (Arithmetic-Logic Unit, ALU) и регистровое оперативное запоминающее устройство (Register RAM - RRAM).

В ALU по командам программы выполняются арифметические и логические операции. В систему команд кроме арифметических и логических операций входят команды пересылочных операций и команды операций управления. Общее число команд у МК разных типов может быть равным 100, 106, 112 или 120.

Отличительной особенностью ALU микроконтроллеров семейства MCS-96 является отсутствие регистра-аккумулятора. В качестве источника первого операнда и приемника результата может использоваться любой регистр в RRAM, при этом операнд и результат могут иметь разные адреса. В состав ALU входят регистры временного хранения данных, главный счетчик команд (Master Program Counter), регистр команд (Instruction Register) и другие схемы, обеспечивающие выполнение операций и ход программы.

Регистровое оперативное запоминающее устройство используется для хранения данных. В состав RRAM входит массив восьмиразрядных регистров. Число регистров в RRAM у МК разных типов может быть равным 232, 360, 488 или 1000. ALU может обращаться к регистрам RRAM непосредственно или через контроллер памяти.

Внутренняя память микроконтроллера содержит внутреннее постоянное запоминающее устройство (Internal ROM - IROM) и внутреннее оперативное запоминающее устройство (IRAM).

IROM используется для хранения команд программы, констант и специальных данных. Выпускаются МК, у которых IROM отсутствует. В этом случае функции IROM выполняет запоминающее устройство, входящее в состав внешней памяти. Обращение к ячейкам памяти в IROM выполняется только через контроллер памяти.

IRAM используется для хранения данных и команд программы. У некоторых МК IRAM отсутствует. Обращение к ячейкам памяти в IRAM выполняется только через контроллер памяти.

Контроллер памяти управляет процессом обращения к IROM, IRAM и к внешней памяти, а в некоторых случаях - к RRAM. В контроллере памяти расположены вспомогательный счетчик команд (Slave Program Counter), стек типа FIFO, имеющий четыре восьмиразрядные ячейки, и другое оборудование, управляющее процессом обращения к памяти. Вспомогательный счетчик команд обеспечивает опережающую выборку кодов команд с их запоминанием в стеке FIFO.

Подключение внешней памяти позволяет расширить объем памяти МК. При отсутствии IROM использование внешней памяти обязательно. Общее число адресов, по которым производится обращение к внутренним регистрам и ячейкам во внутренней и внешней памяти, составляет 64 Кбайта, а у некоторых типов МК может быть увеличено до 1 Мбайта.

Периферийные устройства (ПУ) используются для приема и выдачи данных, событий и аналоговых сигналов, для обслуживания запросов прерываний и контроля правильности работы МК. Микроконтроллеры разных подсемейств имеют разный состав периферийных устройств. В таблице 1.1 перечислены все периферийные устройства, которые используются в МК семейства MCS-96, при этом ПУ объединены в пять функциональных групп.

Таблица 1.1

1	Устройство ввода/вывода данных
1.1	Параллельный порт Port (P)
1.2	Процессорный порт Slave Port (SLP)
1.3	Последовательный порт Serial Port (SP)
1.4	Синхронный последовательный порт Sincronous serial Port
2	Устройства ввода/вывода событий
2.1	Блок быстрого ввода/вывода Hight Speed Input/Output (HSIO)
2.2	Блок процессоров событий Event Processor Array (EPA)
3	Устройства ввода/ввывода аналоговых сигналов
3.1	Аналого-цифровой преобразователь Analog to Digital Converter
3.2	Широтно-импульсный модулятор Pulse Width Modulator (PWM)
3.3	Трехфазный генератор Waveform Generator (WG)
3.4	Генератор меандра freguency Generator (FG)
4	Устройство обслуживания запросов прерывания
4.1	Схема управления прерываниями Interrupt Control Circuitry (ICC)
4.2	Сервер переферийных транзакций Pheripheral Transaction Server (PTS)
5	Устройство контроля
5.1	Сторожевой таймер Watchdog Timer (WDT)
5.2	Детектор падения частоты Oscillator Fail Detect (OFD)

МК семейства MCS-96 являются синхронными цифровыми устройствами. В состав микроконтроллера входит генератор тактовых импульсов. Частота следования так товых импульсов определяется резонансной частотой внешнего кварцевого резонатора Fosc. Частота Fosc является обобщенной характеристикой быстродействия МК. У микроконтроллеров разных типов максимальное значение частоты может быть равным 10, 12, 16 или 20 МГц.

<<< Содержание >>>