Микроконтроллеры Z86 фирмы ZILOG (стр. 5 из 7)

Схемотехника портов P0, P1, P2 поясняется рис. 1.13. Двухтактный буферный выходной усилитель выполнен на комплементарных МОП-транзисторах VT1 и VT2. Отключение транзистора VT1 переводит буферный усилитель в конфигурацию с открытым стоком. Входной буфер содержит автофиксатор и триггер Шмитта, который обеспечивает формирование входного сигнала.

Рис. 1.13. Схемотехника входного и выходного буферов

Автофиксатор предназначен для фиксации потенциала незадействованного входа на уровне допустимых КМОП потенциалов, близких к потенциалам шины питания VCC или общей шины GND. Этим исключается переход пары входных транзисторов в активный режим и резкое возрастание потребляемого тока. Автофиксатор представляет собой бистабильную ячейку (триггер), выполненную на двух замкнутых в кольцо инверторах, управляемую по выходу. Шунтирующее сопротивление автофиксатора -не менее 500 кОм. В ряде случаев, когда входы задействованы, шунтирующее действие автофиксатора нежелательно. Поэтому в некоторых модификациях МК предусмотрен специальный бит отключения автофиксаторов (Z86C30/31/40).

Порт Р3 -особый. Первые четыре его линии P30...P33 предназначены для ввода, вторые -P34...P37 -для вывода. Структурная схема порта и таблица назначения его выводов в различных режимах приведены на рис. 1.14. Независимо от выбранного режима с входами порта P3 связаны соответствующие запросы прерывания, указанные в таблице. Физическое наличие выводов порта P3 для разных моделей МК см. в табл. 1.2.

Рис. 1.14. Структурная схема порта P3

Вывод P3	Аналоговый режим	Квитирование	SPI	Таймеры	Внешняя память	Прерывания
P30	IRQ3
P31	AN1	/DAV2/RDY2	TIN	IRQ2
P32	AN2	/DAV0/RDY0	IRQ0
P33	REF	/DAV1/RDY1	IRQ1
P34	AN1-OUT	RDY1/DAV1	SK	/DM
P35	AN2-OUT*	RDY0/DAV0	/SS
P36	RDY2/DAV2	TOUT
P37	AN2-OUT

Примечание: *только для моделей 03 и 06.

Порт P3 содержит четырехбитные входной и выходной регистры, входной и выходной буферы. Наличие четырехбитного буфера возврата позволяет при чтении порта P3 контролировать данные на выходных линиях. Запись информации в младшую тетраду порта P3 не имеет эффекта.

Схемотехника порта P3 иллюстрируется рис. 1.15. Дополнительной особенностью МК является наличие двух встроенных аналоговых компараторов AN1 и AN2, позволяющих решать вопросы сравнения аналоговых сигналов, квантования сигналов, аналого-цифрового преобразования. Входы и выходы порта P3 используются для обслуживания аналоговой схемы. Переключение входов в аналоговый режим осуществляется битом D1 регистра режима порта 3 PЗM, а выходов -битом D0 регистра управления портами PCON. Входы P31 и P32 используются соответственно для неинвертирующих входов компараторов, а вход P33 является входом опорного напряжения REF, общего для AN1 и AN2.

Рис. 1.15. Схемотехника порта P3

Управление работой портов реализуется путем записи информации в управляющие регистры: регистр режимов портов P0 и P1 -P01M, регистр режима порта P2 -P2M, регистр режима порта P3 -P3M. Все эти регистры находятся в рабочей группе F стандартного РФ. В моделях 03, 06, 30, 31 и 40, кроме того, для управления режимами работы выходных буферов портов (режим "открытый сток" и малошумящий режим) задействован регистр управления портами PCON, расположенный в расширенной группе регистров F. Все эти регистры предназначены только для записи. Результат чтения этих регистров будет равен FFH.

Назначение разрядов этих регистров и их состояние после сброса МК для разных моделей МК поясняется рис. 1.16 -1.19.

Рис. 1.16. Регистр режимов портов P0 и P1

Рис. 1.17. Регистр режима порта P2

Рис. 1.18. Регистр режима порта P3

Рис. 1.19. Регистр управления портами PCON

Разрабатывая прикладную программу МК, необходимо предусматривать в ней процедуру инициализации портов ввода/вывода до выполнения операций обмена данными с внешними устройствами.

1.2.6. Таймеры/счетчики

МК Z8 может иметь до двух таймеров/счетчиков, в зависимости от модели (см. табл.1.2). Каждый из 8-битных таймеров/счетчиков Т0 и Т1 снабжен 6-битным предделителем PRE0 и PRE1 (рис.1.20). Работа таймеров/счетчиков происходит независимо от работы процессора, что освобождает его от выполнения критичных временных операций, таких как счет событий, измерение временных интервалов, генерирование импульсов заданной длительности и т.п.

Рис. 1.20. Структурная схема таймеров/счетчиков

Каждый из таймеров/счетчиков может работать в однопроходном или циклическом режимах. В первом случае, при достижении таймером/счетчиком конца счета, счет прекращается, во втором —начальное значение перезагружается и счет продолжается. При управлении от внутренней синхронизации TCLK (TCLK = XTAL/2 в основном режиме работы генератора), ее частота дополнительно делится на 4. Этот делитель вместе с 6-битным предделителем и 8-битным таймером/счетчиком образуют синхронную 16-битную цепь. Таймер/счетчик T1 может также управляться с внешнего входа TIN, в качестве которого используется вывод Р31. Выходы таймеров/счетчиков и выход внутренней синхронизации могут быть с помощью программы скоммутированы на выход TOUT, в качестве которого используется вывод Р36. Управление работой таймеров/счетчиков осуществляется с помощью регистра режимов таймеров TMR. Регистры таймеров/счетчиков T0 и T1, предделителей PRE0 и PRE1, а также регистр TMR размещены в адресном пространстве СРФ, рабочая группа F ( см. рис.1.2). Поэтому для управления и контроля за работой таймеров/счетчиков никаких специальных команд не требуется. Каждый из предделителей PRE0 (F5H) и PRE1 (F3H) состоит из 8-битного регистра начального значения и 6-битного вычитающего счетчика (см. рис.1.20). Регистры предделителей предназначены только для записи, кроме начального значения содержат управляющие биты. Назначение разрядов этих регистров, их состояние после сброса и в процессе работы поясняется рис.1.21 и рис.1.22. Попытка чтения этих регистров дает результат FF. Начальное значение предделителей может быть в диапазоне от 1 до 64 ( 01H,...,3FH,00H ).

Каждый из таймеров/счетчиков (см. рис.1.20 ) T0 (F4H) иT1 (F2H) состоит из 8-битного вычитающего счетчика, регистра начального значения (только для записи) и регистра текущего значения (только для чтения). Начальное и текущее значения могут быть в диапазоне от 1 до 256 (01H,...,FFH,00H). После сброса состояние регистров T0 и T1 —неопределенное.

Рис. 1.21. Регистр предделителя PRE0

Рис. 1.22. Регистр предделителя PRE1

Регистр TMR содержит группы битов, управляющие загрузкой начальных значений, пуском/остановом таймеров, режимом входа TIN и режимом выхода TOUT. Назначение разрядов регистра TMR, состояние их после сброса и допустимые состояния в процессе работы для разных моделей МК показаны на рис.1.23.

Рис. 1.23. Регистр режимов таймеров TMR

Установка бита загрузки (D0 для T0 и D2 для T1) вызывает пересылку начального значения из регистров начального значения соответствующего предделителя и таймера в вычитающие счетчики. После загрузки эти управляющие биты сбрасываются. Новое значение может быть загружено в вычитающие счетчики в любое время. Если счетчики были запущены, то счет будет продолжаться с нового значения.

Таймеры/счетчики сохраняют свое состояние, пока бит разрешения счета (см. рис.1.23) равен 0. Для запуска таймеров/счетчиков соответствующий бит разрешения счета (D1 для T0 и D3 для T1) должен быть установлен в 1. Первый декремент будет иметь место через 4 периода внутренней синхронизации после установки программой бита разрешения счета или в следующем периоде внешней синхронизации (со входа TIN).

Биты загрузки и разрешения могут быть установлены одновременно. Например, с использованием команды

OR TMR,# 03H

можно загрузить и запустить таймер/счетчик T0.

1.2.7. Прерывания

МК Z8 поддерживают 6-уровневую схему приоритетных прерываний от различных источников. Набор внешних источников прерывания связан со входами порта Р3 и инициирует запросы прерывания IRQ0,...,IRQ3 (см.табл. на рис.1.14). К внутренним источникам относятся таймеры/счетчики T0, T1 и последовательный интерфейс SPI. Им соответствуют запросы прерывания IRQ4, IRQ5. Обобщенная структурная схема организации прерываний и таблица соответствия источников показаны на рис.1.24. Следует отметить, что кроме аппаратной установки любой из запросов может бытьустановлен программным путем.

Аппаратные источники прерываний

Запрос прерывания	Модель МК
	02	03	06	04, 08	30, 31, 40
IRQ0	P32 f	P32 s	P32 s	P32 f	P32 s
IRQ1	P33 f	P33 f	P33 f	P33 f	P33 f
IRQ2	P31 f	P31 s	P31 s	P31 f	P31 s
IRQ3	P32 f	SPI	P32 r	P30 f
IRQ4	T0	T0	T0
IRQ5	T1	T1	T1	T1	T1

Рис. 1.24. Структурная схема организации прерываний