Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.274

микросхему 8080, успех был ошеломляющим. Производители принялись встраивать 8080 в электронные устройства, и с учетом этой тенденции через некоторое время было решено сконструировать микросхему, на которой можно было бы разместить не только процессор, но также модули памяти и контроллеры ввода-вывода. В результате появилась модель 8048, а за ней — 8051. Несмотря на почтенный возраст (а может быть, и благодаря ему), эта микросхема до сих пор пользуется обширным спросом, что объясняется в основном крайне низкой стоимостью, которая во встроенных системах является решающим фактором. В данном подразделе представлена краткая техническая характеристика 8051 и родственных микросхем.

8051 умеет работать в одном-единственном режиме; никаких аппаратных средств защиты в этой микросхеме не предусмотрено. Они и не нужны — ведь 8051 никогда не выполняет одновременно больше одной программы. Модель памяти невероятно проста. Существует два адресных пространства по 64 Кбайт: для программ и для данных. Эти пространства разделены, что делает возможной реализацию пространства программ в ПЗУ, а пространства данных — в ОЗУ.

Допускается несколько вариантов реализации памяти. В простейшем из них предусматривается 4 Кбайт ПЗУ для программ и 128 байт ОЗУ для данных. Как ПЗУ, так и ОЗУ размещаются в одном корпусе с микросхемой. Учитывая область применения 8051, такого объема памяти в большинстве случаев вполне достаточно, а совместное размещение процессора и двух модулей памяти считается серьезным достоинством. В модели 8051 емкость обоих модулей увеличена вдвое: 8 Кбайт ПЗУ и 256 байт ОЗУ. В случае применения этой модели программа записывается в ПЗУ на этапе производства и пользователю недоступна.

В то же время систему 8051 можно оснастить внешним ПЗУ для размещения программ емкостью 64 Кбайт и внешним ОЗУ аналогичной емкости для данных. Кроме того, допускается установка единого для программ и данных внешнего модуля ОЗУ все той же емкости.

Вместе с тем, 8051 поддерживает промежуточную модель, в которой 4 Кбайт памяти программ и 128 байт памяти данных размещаются в одном корпусе с микросхемой, а остальная память — вовне. Применимость той или иной модели зависит от напряжения, подаваемого на выводы микросхемы.

Механизм работы с регистрами в 8051 весьма оригинален. Большинство программ для 8051 составляются с расчетом на восемь 8-разрядных регистров. Это совершенно естественный подход, поскольку многие команды содержат 3-разрядное поле с указанием целевого регистра. Имена регистров находятся в диапазоне от R0 до R7. Существует четыре набора регистров, хотя в каждый конкретный момент активным является только один из них. Активный регистр определяется значением в 2-разрядном поле регистра PSW. Наличие нескольких наборов регистров позволяет существенно ускорить обработку прерываний. При обнаружении прерывания обработчик не сохраняет содержимое всех регистров, а просто переходит к другому набору. Это обстоятельство позволяет 8051 обрабатывать огромное количество прерываний, что очень важно для процессора, встраиваемого в системы реального времени.