Структура устройства и функциональная схема

Рисунок 1- функциональная схема

ИК - измерительная камера; ЛИ - лазерный излучатель; ЛС - ловушка световая; ФП - светоприемник; ПУ - предва­рительный усилитель; КС - блок компараторов/счетчиков; МПП - модуль передней панели; МП - микропроцессор; ЖКИ - индикатор; КЛ - клавиатура; Р1 - разъем для под­ключения персонального компьютера через интерфейс RS232; Р2 - разъем для подключения зарядного устройст­ва АБ - аккумуляторная батарея.

Функционально прибор состоит из рабочей камеры ИК (рис.1), блока компараторов/счетчиков КС и контроллера МПП, выполненного на базе микропроцессора семейства MCS-51. Микропроцессор управляет блоком компараторов, лазерным излучателем, насосом прибора, выводит дан­ные на ЖК индикатор. Наличие у прибора интерфейса связи с компьютером расширяет сферы применения дан­ного прибора.

Питание прибора осуществляется от встроенного ак­кумулятора, при разрядке которого на экране индикатора появляется сообщение. При появлении этого сообщения прибор необходимо зарядить от зарядного устройства. В лабораторных условиях питание прибора может осуще­ствляться от зарядного устройства. При этом, если вы­ключена подсветка индикатора, происходит подзарядка аккумуляторной батареи.

Интерфейс RS-232С предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные (ООД - оконечное оборудование данных, или AПД- аппаратура передачи данных; DTE - Data Terminal Equipment), к оконечной аппаратуре каналов данных (АКД DCE - Data Communication Equipment). В роли АПД может выступать компьютер, принтер, плоттер и другое периферийное оборудование. В роли АКД обычно выступает модем. Конечной целью подключения является соединение двух устройств АПД. Полная схема соединения приведена на рис. 2.1; интерфейс позволяет исключить канал удаленной связи вместе с парой устройств АКД, соединив устройства непосредственно с помощью нуль-модемного кабеля

Структура микроконтроллера

Как и у большинства микроконтроллеров, у микроконтроллеров семейства 8051, память программ и память данных являются самостоятельными и независимыми друг от друга устройствами, адресуемыми различными командами и управляющими сигналами.

Объем встроенной памяти программ, расположенной на кристалле микроконтроллера 8051 и 8751, равен 4 Кбайт. При обращении к внешней памяти программ все микроконтроллеры семейства 8051 всегда используют 16-разрадный адрес, что обеспечивает им доступ к 64 Кбайт ПЗУ. Микроконтроллер обращается к программной памяти при чтении кода операции и операндов (используя счетчик команд PC), а также при выполнении команд переноса байта из памяти программ в аккумулятор. При выполнении команд переноса данных адресация ячейки памяти программ, из которой будут прочитаны данные, может осуществляться с использованием как счетчика PC, так и специального двухбайтового регистра-указателя данных DPTR.

Объем расположенной на кристалле памяти данных—128 байт. Объем внешней памяти данных может достигать 64 Кбайт. Первые 32 байта организованы в четыре банка регистров общего назначения, обозначаемых соответственно банк 0 — банк 3. Каждый из них состоит из восьми регистров R0 — R7. В любой момент программе доступен только один банк регистров, номер которого содержится в третьем и четвертом битах слова состояния программы PSW (см. ниже).

Оставшееся адресное пространство может конфигурироваться разработчиком по своему усмотрению: в нем располагаются стек, системные и пользовательские области данных. Обращение к ячейкам памяти данных возможно двумя способами. Первый способ — прямая адресация ячейки памяти. В этом случае адрес ячейки является операндом соответствующей команды. Второй способ — косвенная адресация с помощью регистров R0 или R1: перед выполнением соответствующей команды в один из них должен быть занесен адрес ячейки, к которой необходимо обратиться.

Для обращения к внешней памяти данных используется только косвенная адресация с помощью регистров R0 и R1 или с помощью 16-разрядного регистра-указателя DPTR. Он относится к группе регистров специальных функций, и с его помощью можно адресовать все 64 Кбайта внешней памяти.

Часть памяти данных представляет собой так называемую битовую область, в ней имеется возможность при помощи специальных битовых команд адресовываться к каждому разряду ячеек памяти. Адрес прямо адресуемых битов может быть записан либо в виде (Адрес Байта ).(Разряд), например выражение 21.3 означает третий разряд ячейки памяти с адресом 21H, либо в виде абсолютного битового адреса. Соответствие этих двух способов адресации можно определить по таблице.