Современные 8-разрядные МК обладают, как правило, рядом отличительных признаков. Перечислим основные из них:

- модульная организация, при которой на базе одного процессорного ядра (центрального процессора) проектируется ряд (линейка) МК, различающихся объемом и типом памяти программ, объемом памяти данных, набором периферийных модулей, частотой синхронизации;

- использование закрытой архитектуры МК, которая характеризуется отсутствием линий магистралей адреса и данных на выводах корпуса МК. Таким образом, МК представляет собой законченную систему обработки данных, наращивание возможностей которой с использованием параллельных магистралей адреса и данных не предполагается;

- использование типовых функциональных периферийных модулей (таймеры, процессоры событий, контроллеры последовательных интерфейсов, аналого-цифровые преобразователи и др.), имеющих незначительные отличия в алгоритмах работы в МК различных производителей;

- расширение числа режимов работы периферийных модулей, которые задаются в процессе инициализации регистров специальных функций МК. При модульном принципе построения все МК одного семейства содержат процессорное ядро, одинаковое для всех МК данного семейства, и изменяемый функциональный блок, который отличает МК разных моделей. Структура модульного МК приведена на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 - Модульная организация МК

Процессорное ядро включает в себя:

- центральный процессор;

- внутреннюю контроллерную магистраль (ВКМ) в составе шин адреса, данных и управления;

- схему синхронизации МК;

- схему управления режимами работы МК, включая поддержку режимов пониженного энергопотребления, начального запуска (сброса) и т.д.

Изменяемый функциональный блок включает в себя модули памяти различного типа и объема, порты ввода/вывода, модули тактовых генераторов (Г), таймеры. В относительно простых МК модуль обработки прерываний входит в состав процессорного ядра. В более сложных МК он представляет собой отдельный модуль с развитыми возможностями.

В состав изменяемого функционального блока могут входить и такие дополнительные модули как компараторы напряжения, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и другие. Каждый модуль проектируется для работы в составе МК с учетом протокола ВКМ. Данный подход позволяет создавать разнообразные по структуре МК в пределах одного семейства.

Порядок проектирования микропроцессорной системы

На первом этапе необходимо привести обоснование актуальности выбранной темы курсового проекта с указанием области применения разрабатываемого устройства и тех преимуществ, которые предоставляет внедрение данного проекта в ту или иную сферу экономики. Во введение необходимо включить краткое описание содержания глав курсового проекта.

На втором этапе необходимо привести обзор существующих устройств, выполняющих функции аналогичные функциям разрабатываемого устройства. Этапы проектирования микропроцессорных систем рассмотрены ниже.

Функциональная спецификация

Первый шаг цикла проектирования микропроцессорной системы (МПС) включает в себя определение набора требований пользователя и создания вытекающей из них функциональной спецификации, а также формулирование системных требований к МПС. В качестве требований пользователя выступает задание на проектирование МПС. Функциональная спецификация МПС определяет, какие функции должны выполняться для удовлетворения требований пользователя и обеспечения интерфейса (связи) между системой и ее внешним окружением (обслуживающим персоналом, исполнительными устройствами, датчиками и т.д.). Последнее определяет наличие и количество индикационных элементов, клавиатуры, входов и выходов МПС. На этапе формулирования системных требований детализируется функциональная спецификация с точки зрения выполнения системных функций (системная функция ввода-вывода дискретной информации, системная функция ввода-вывода аналоговой информации, обслуживание клавиатуры и индикации и др.).