СОДЕРЖАНИЕ

От авторов...............................................................................................................................6

Глава 1. Разработка систем на микроконтроллерах и ПЛИС...................................................9
1.1. Предпосылки нового подхода к проектированию.............................................................9
1.2. Технология разработки микропроцессорных контроллеров............................................12
1.3. Квазипараллельные процессы в микроконтроллерных системах управления..................18
1.4. Спецификация сигналов управления..............................................................................34
1.5. Особенности систем управления на микроконтроллерах и ПЛИС..................................45

Глава 2. Архитектура MCS-S1 и микроконтроллеры Atmel AT89..........................................52
2.1. Особенности архитектуры MCS-51.................................................................................52
2.2. Структура микроконтроллеров MCS-51..........................................................................54
2.3. Организация памяти и программно доступные ресурсы..................................................59
2.4. Синхронизация, тактовая сетка, циклы команд...............................................................62
2.5. Методы адресации и система команд..............................................................................67
2.6. Система прерываний......................................................................................................79
2.7. Параллельные порты.......................................................................................................82
2.8. Таймеры/счетчики..........................................................................................................87
2.9. Последовательный порт..................................................................................................89
2.10. Режимы пониженного энергопотребления....................................................................94
2.11. Микроконтроллеры типа 8хС52....................................................................................95
2.12. Микроконтроллеры семейства АТ89 фирмы Atmel.....................................................102
2.12.1. Программирование flash-памяти программ...............................................................104
2.12.2. Микроконтроллеры AT89S.......................................................................................105
2.12.3. Микроконтроллеры AT89C51RC/55WD...................................................................110
2.12.4. Микроконтроллер T89C51RD2............................................................................... 112
2.12.5. Микроконтроллеры с уменьшенным числом выводов АТ89С1051/2051/4051..........113
2.12.6. Алгоритм последовательной загрузки flash-памяти..................................................114
2.13. Другие микроконтроллеры MCS-51 с flash-памятью программ....................................115

Глава 3. Микроконвертер AduC812 фирмы Analog Devices..................................................120
3.1 Структура микроконвертера ADm812............................................................................120
3.2. Организация памяти и программно доступные ресурсы................................................124
3.3. Аналого-цифровой преобразователь.............................................................................129
3.4. Цифро-аналоговые преобразователи.............................................................................135
3.5. Таймеры/счетчики........................................................................................................136
3.6. Последовательные интерфейсы UART, I2C, SPI...........................................................139
3.7. Система прерываний....................................................................................................147
3.8. Внутренняя flash-память программ и данных................................................................149
3.9. Монитор напряжения питания и сторожевой таймер....................................................150

Глава 4. Микроконтроллеры фирмы Atmel с архитектурой AVR..........................................152
4.1. Особенности семейства AVR........................................................................................152
4.2. Структура и функционирование микроконтроллера AT90megal03...............................155
4.3. Методы адресации и система команд...........................................................................164
4.4. Параллельные порты....................................................................................................176
4.5. Система прерываний....................................................................................................182
4.6. Таймеры-счетчики........................................................................................................187
4.7. Последовательные интерфейсы - SPI и UART..............................................................202
4.8. Аналоговый компаратор и АЦП....................................................................................211
4.9. Пример реализации широтно-импульсного модулятора с использованием
встроенного счетчика-таймера........................................................................................... 216

Глава 5. Проектирование цифровых устройств на БИС программируемой логики..............222
5.1. Основные типы и семейства ПЛИС фирмы Altera.........................................................222
5.2. Система проектирования МAX+plusII...........................................................................230
5.3. Графический ввод схемы и функциональная симуляция в системе MAX+plusII.......... 233
5.4. Описание схемы на AHDL, использование монитора иерархии проекта MAX+plusII...240
5.5. Проект АЛУ RISC-микроконтроллера...........................................................................245
5.6. Язык AlteraHDL............................................................................................................257
5.6.1. Структура программы на языке AHDL.......................................................................257
5.6.2. Числа.........................................................................................................................264
5.6.3. Имена........................................................................................................................264
5.6.4. Константы.................................................................................................................266
5.6.5. Переменные...............................................................................................................267
5.6.6. Порты........................................................................................................................267
5.6.7. Цепи..........................................................................................................................267
5.6.8. Группы, шины (группы цепей)..................................................................................268
5.6.9. Примитивы................................................................................................................268
5.6.10. Арифметические и логические выражения...............................................................269
5.6.11. Комбинационная логика..........................................................................................274
5.6.12. Последовательностная логика..................................................................................277
5.6.13. Машина состояний..................................................................................................279
5.7. Комплекс учебных средств «Проектирование цифровых устройств на ПЛИС».......... 282

Глава 6. Инструментальные и учебные средства.................................................................287
6.1. Средства для разработки систем на микроконтроллерах и ПЛИС.................................287
6.2. Средства разработки програмного обеспечения............................................................288
6.3. Средства отладки в реальном масштабе времени..........................................................294
6.3.1. Одноплатные контроллеры, отладочные платы..........................................................296
6.3.2. Эмулятор ПЗУ/логический анализатор на основе FPGA............................................304
6.3.3. Схемные эмуляторы...................................................................................................307
6.4. Средства программирования микросхем энергонезависимой памяти,
микроконтроллеров и ПЛИС...............................................................................................314
6.5. Учебные практикумы микропроцессорной техники и ПЛИС........................................326

Приложение 1. Система команд микроконтроллеров MCS-51............................................ 330
Приложение 2. Система команд микроконтроллеров AVR фирмы Atmel............................ 365
Литература..........................................................................................................................399