Opis mikrokontrolera MC146805 firmy Motorola - 2000-02-09

******** Opis mikrokontrolera MC146805 firmy Motorola ********
**************************************************************


Uklady Serii Motorola MC146805 sa 8-bitowymi jednoukladowymi mikrokomputerami w
technologii CMOS, z wewnetrzna pamiecia ROM, opracowanymi na bazie mikroprocesorow
MC6805.
Typowymi zastosowaniami tych mikroprocesorow sa urzadzenia o malej mocy zasilania, na
przyklad przenosny sprzet o zasilaniu bateryjnym, przy umiarkowanych wymaganiach co do
mocy obliczneniowej. Omawiane uklady moga konkurowac z takimi typami jak RCA1800,
oferujac wieksza moc obliczeniowa i predkosc dzialania. Przy ograniczonych wymaganiach co
do mocy zasilania, uklady MC146805 wykazuja duze tolerancje na wahania napiecia zasilania
co jest konieczne przy zasilaniu bateryjnym. W wersji standardowej uklad wymaga zasilania
5V, lecz produkowane sa takze wersje na zasilanie 3V, jak rowniez przystosowane do
znacznie wiekszych napiec.
Zastosowanie pamieci EPROM programowanej metoda maskowaniapowoduje, ze typowy
mikroprocesor 146805 moze byc oplacalnie stosowany w urzadzeniach produkowanych masowo.
Niemniej do opracowania prototypow i zastosowan w produkcji maloseryjnej wytwarzana jest
wersja ukladu 146805E, zewnetrzna pamiecia ROM (jak w czytniku URMETa).

--- Producent ---

Motorola Semiconductors Inc.

--- Wersje ukladu ---

MC146805E2 - bez pamieci ROM, 112 B RAM
MC146805F  - 1,1 kB pamieci ROM, 64 kB RAM
MC146805G  - 2 kB pamieci ROM, 112 B RAM

--- Inni producenci ---

Nie ma jak dotad 

--- Architektura ---

Mikroprocesor MC146805 oparty jest na tej samej koncepcji ukladowej jak cala rodzina
6800, a pod wzgledem architektury nie odbiega od swojego pierwowzoru, procesora MC6800, w
wersji nMOS.
Dzialania arytmetyczne i logiczne sa wykonywane przez 8-bitowy akumulator i 8-bitowa
jednostke arytmetyczno-logiczna, wraz z 5-bitowym rejestrem kodu warunkowego albo
rejestrem stanu. Nie ma rejestrow ogolnego przeznaczenia gdyz podobnie jak inne procesory
rodziny 6800, uklad 146805 moze uzywac w tym charakterze lokalizacji pamieci.
13-bitowy rejestr licznika rozkazow jest podzielony na dwie czesci zawierajace
odpowiednio 8 mlodszych bitow i 5 starszych. Pozwala to na uzyskanie dostepu do 8 kB
pamieci, ktorej obszar jest w procesorze wspolny dla programu, dnych i urzaadzen
wejscia-wyjscia.
Mikroprocesor MC146805 ma 6-btowy wskaznik stosu. Stala kombinacja bitow sluzy do
umieszczania stosu w obszarze pamieci RAM o adresach $40 do $7F. Po inicjalizacji, stos
jest automatycznie instalowany na szczycie pamieci RAM i rosnie w kierunku w dol pamieci.
Przy adresacji w trybie indeksowym korzysta sie z rejestru indeksowego IX.
Mikrorocesor 146805 ma wbudowany geneator zegarowy i 8-bitowy licznik czasomierz, wraz z
7-bitowym licznikiem wstepnego skalowania. Wewnetrzna pamiec RAM , o rozmiarz 117 B jest
wykorzystywana jako pamiec podreczna lub rejestry ogolnego przeznaczenia. Mikrorocesor ma
dwa programowalne dwukierunkowe porty wejscia-wyjscia. Dostep do pamieci zewnetrznej
zapewnia 13-bitowa szyna adresowa, ktorwej 8 malodszych bitow jest multipleksowanych i
pelniac funkcje szyny danych.

--- Obudowa ---

MC146805F - 28-nozkowa dwurzedowa
Inne typy - 40-nozkowa dwurzedowa

--- Opis wyprowadzen ---

MC146805E2

1  RESET    21 B7
2  IRQ      22 B6
3  LI       23 B5
4  DS       24 B4
5  R/W      25 B3
6  AS       26 B2
7  PA7      27 B1
8  PA6      28 B0
9  PA5      29 BP7
10 PA4      30 BP6
11 PA3      31 BP5
12 PA2      32 BP4
13 PA1      33 BP3
14 PA0      34 BP2
15 A12      35 BP1
16 A11      36 TIMER
17 A10      37 OSC1
18 A9       38 BP0
19 A8       39 OSC2
20 USS      40 UDD


--- Opis sygnalow ---
PA0-PA7   - Programowane linie wejscia-wyjscia portu A
PB0-PB7   - Programowane linie wejscia-wyjscia portu B
BO-B7     - Multipleksowana szyna danych/adresowa
A8-A12    - Trojstanowa szyna adresowa
RESET     - Wejscie sygnalu RESET (stan aktywny niski)
OSC1,OSC2 - Wyprowadzenia rezonatora kwarcowego
TIMER     - Wejscie sygnalu zegarowego czasomierza
DS        - Wyjscie impulsu strobujacego danych
AS        -  Wyjscie impulsu strobujacego adresow 
IRQ       - Wejscie przerwania stan aktywny niski
R/W       - Wyjscie sterowania zapisu-odczytu (zapis stan niski)
LI        - Stan poboru rozkazu
USS,UDD   - Wyprowadzenia napiec zasilania

Poziomy wszystkich sygnalow sa zgodne ze standardem TTL. Przy zasilaniu +5V wyjscia moga
wysterowac jedno standardowe obciazenie TTL. Wejscia maja zabezpieczenie diodami prze
przebiciu napieciami elektrostatycznymi.

--- Zasilanie ---

UDD - +4,5V do +6V
USS - 0V
Produkowane sa rowniez wersje ukladu na napiecia zasilania +3V i na napiecia wyzsze od
+6V.

--- Zakres temperatury ---

 0 st. C do +70 st. C

--- Wejscia wyjscia ---

Podobnie jak wszystkie uklady z rodziny 6800, mikroprocesor MC146805 stosuje system mapy
pamieci dla urzadzen wejscia-wyjscia, ktore moga byc traktowane po prostu jak lokacje
pamieci.
Kazdy z dwu programowanych 8-bitowych portow wejscia-wyjscia jest wyposazony w rejesr
danych i rejestr przplywu kierunku przeplywu danych. Poszzczegolne linie moga byc
zaprogramowane jako wejscia przez ustawienie odpowiednich bitow w rejestrze kierunku
przeplywu w stanie "1" . Rejestry danych A i B maja w pamieci adresy 0 i 1, a rejestry
kierunku transmisji tych portow odpowiednio 4 i 5. Dane sa odczytywane za pomoca zwyklych
rozkazow odczytywania lub zapisywania pamieci.
Wewnetrzny licznik-czasomierz jest wyposazony w dwa rejestry. Jeden z nich pelni funkcje
sterowania, drugi przechowuje dane licznika-czasomierza. Rejestr sterujacy pozwala
ustawic uklad wstepnego skalowania na zliczanie od jednego do 128 krokow. Dla czasomierza
moga byc wybrane cztery tryby dzialania. W trybie 1 czasomierz jest sterowany zegarem
wewnetrznym, za posrednictwem ukladu sklalujacego. W trybie 2 realizuje funkcje AND z
generatora wewnetrznego z wejscia TIMER czasomierza, co pozwala np. na pomiar szerokosci
impulsu. W trybie 3 czasomierz jes komutowany, w trybie 4 sterowany sygnalem zegarowym z
wejscia TIMER. Rejesr danych czasomierza jest ulokowany pod adresem 8, a rejestr terujacy
ma w mapie pamieci adres 9.
Pamiec wewnetrzna RAM zajmuje zwykle obszar mapy pamieci od $10 do $7F; jej gorne 664
bajty maga byc wykorzystane jako stos. Pozostale adresy w tym obszarze az do lokalizacji
$7F moga byc wykorzystane dla pamieci zewnetrznej.

--- Przerwania ---

Mikroprocesor MC146805 wykorzystuje jedno zewntrzne przerwanie maskowalne, dwa przerwania
z czasomierza i jedno programowe. Wszystkie przerwania sa wektoryzowane a ich wektory sa
umieszczone na szczycie mapy pamieci.

1FFE/F - Wektor RESET
1FFA/B - Wektor przerwania zewnetrznego
1FF8/9 - Wektor przerwania z czasomierza
1FF6/7 - Wektor przerwania WAIT z czasomierza

Przerwania zewnetrzne sa wywolywane przez sygnal przylozony do wejscia IRQ i moga byc
wyzwalane zboczem opadajacym lub poziomem zerowym sygnalu. Przerwania te moga byc
maskowane gdy istnieje taka potrzeba.
Czasomierz powoduje przerwania dwu rodzajow, w kazdym przypadku wywolenie nastepuje gdy
licznik zmienia stan w dol do wartosci 0. W przypadku gdy procesor jest w stanie WAIT
przerwanie odwoluje sie do wektora spod adresu 1FF6/7; w przypadku normalnej pracy
procesora przerwanie korzysta z wektora spod adresu 1FF8/9. Przerwania czasomierza moga
byc maskowane w ten sam spodob co przerwania zewnetrzne.
Przerwanie programowe nastepuje w wyniku wykonania instrukcji SWI, jego dzialanie jest w
zasadzie takie samo jak przerwan sprzetowych, poza tym ze nie moze byc maskowane. Sygnal
RESET jest takze rodzajem przerwania i korzysta z wektora spod adresu 1FFE/F. 
Po przyjeciu przerwania zawartosc rejestru akumulatora, stanu, indeksowego i licznika
rozkazow sa automatycznie wysylane na stos, skad zostaja pobrane po wykonaniu rozkazu RTI
na zakonczenie procedury obslugi przerwania.

--- Lista rozkazow ---

Lista rozkazow slada sie z 65 pozycji tych samych co dla procesora 6805 w wersji nMOS.
Ogolny format rozkazu jest podobny do stosowanego przez procesor 6800 z jedno, dwu lub
trzybajtowym kodem operacyjnym.

Arytmetyczne
Wykonywane jest dodawanie i odejmowanie na liczbach 8-bitowych, zarowno z przeniesieniem
jak i bez. Jest mozliwosc wykonywania dzialan arytmetycznych na liczbach dziesietnych.

Logiczne
Dostepne funkcje logiczne to AND, OR i XOR a takze szereg operacji przesuniec zwyklych i
cyklicznych. Te ostatnie mozna wykonywac takze na danych z pamieci, podobnie jak operacje
inkrementacji, dekrementacji, negacji i uzupelnienia. W akululatorze mozna przeprowadzac
operacje porownania a specjalne rozkazy umozliwiaja manipulacje ustawieniem
poszczegolnych bitow.

Transmisji danych
Dane moga byc w prosty sposob przesylane miedzy akumulatorem, pamiecia, rejestrami
indeksowymi i stanu, a takze wysylane przez porty wejscia-wyjscia.
Procesor nie ma mozliwosci bezposredniego tworzenia stosu danych tzn, brak jest rozkazow
typu PUSH i PULL.Stos jest tworzony automatycznie jedynie w celu zachowania wartosci
wewnetrznych rejestrow jednostki centralnej w czasie obslugi przerwan i wykonywania
podprogramow.

Skoki
Mikroprocesor dysponuje 18 rozkazami skokow i rozgalezien warukowyh przy czym niektore
warunki oparte sa na badaniu stanu poszczegolnych bitow. Istnieja takze dwa rozkazy
bezwarunkowego rozgalezienia i jeden bezwarunkowy skok. Dostepne sa rozkazy skoku do
podprogramu jak i odpowiednie rozkazy powrotu z procedury i przerwania.

Tryby adresacji 
Mikroprocesor korzysta z 10 trybow adresacji w tym z : bezposredniej, implikowanej, 
natychmiastowej, rozszerzonej bezposrednij i wzglednej. Stosowane sa trzy tryby
indeksowania i dwie formy adresowania bitow.

--- Taktowanie ---

Cykl rozkazowy ma typowy czas trwania 1us, co odpowiada przecietnemu czasowi wykonania
instrukcji od 2 do 6us. Wbudowany generator zegarowy pracuje typowo z czestotliwoscia 4
MHz.

--- Uklady wspolpracujace ---

W normalnych warunkach uklady wspolpracujace nie sa potrzebne, lecz mikroprocesor
MC146805 moze w razie potrzeby wspolpracowac ze wszystkimi ukladami opracowanymi dla
systemu 6800.

--- Narzedzia projektowania i uruchamiania ---

Urzadzenie EXORCISER firmy Motorola jest wyposazone w uklady emulatorow umozliwiajacych
opracowanie oprogramowania i uruchamianie sprzetu z mikroprocesorami typu MC146805.


na podstawie ksiazki 
S.A.Money "Mikroprocesory"

THE EYE