18.Особенности структуры микроконтроллеров

Микроконтроллер (МК) – разновидность микропроцессорных систем, ориентированных на реализацию алгоритмов управления техническими устройствами и техническими процессами. Микроконтроллеры проще, чем универсальные микроЭВМ, поэтому практически вся схемотехника размещается на одном кристалле. В связи с этим их называют однокристальные микроЭВМ. Особенностью МК является меньший объем памяти и меньший состав ВУ. Поскольку МК реализуют заранее известные несложные алгоритмы и для размещения программ им требуются емкости памяти на несколько порядков меньше, чем у микроЭВМ широкого назначения.

В настоящее время выпускаются 8-ми, 16-ти и 32-разрядные МК с емкостью памяти программ до 10 кбайт, небольшим ОЗУ данных и набором таких интерфейсных и периферийных схем, как параллельные и последовательные порты ввода/вывода, таймеры, АЦП и ЦАП, широтно-импульсные модуляторы и другие. В качестве примера рассмотрим структуру МК фирмыAtmelс флэш-памятью программ, является аналогомIntel.

В большинстве современных МК используются раздельные блоки программной памяти типа флэш и ОЗУ данных.

При необходимости возможно подключение внешних БИС, ПЗУ, ОЗУ для расширения пространства памяти. Средства ввода/вывода представлены 4-мя параллельными портами, а также последовательным портом с линиями выхода передатчика и входного приемника. В состав МК входят таймеры и счетчики (до 3) обычно 16-разрядные, которые дают системные метки времени и отрабатывают интервалы. Система прерываний обслуживает 2 внешних запроса. 2 запроса от таймеров и 1 от последовательного порта. Стандартное быстродействие МК=1 млн. операций в секунду.

19.Области применения микроконтроллеров

Микроконтроллер (МК) – разновидность микропроцессорных систем, ориентированных на реализацию алгоритмов управления техническими устройствами и техническими процессами.Intel8048 размещается в 40-контактном корпусе, питание 5 В. Для записи программ используется дополнительный источник питания. Структура этого МК включает АЛУ, блок регистров общего назначения, аккумулятор, резидентную память данных, резидентную память программ, счетчик команд, регистр признаков, десятичный корректор.

Устройства объединены между собой внутренними устройствами, а также управляют обменом с внешними устройствами. Десятичный корректор преобразует десятичный код в двоичный и наоборот.

В состав АЛУ входят следующие блоки:

1. Комбинационная схема обработки данных

2. Регистры временного хранения

3. Аккумулятор

4. Схема 10-тичного корректора

5. Регистр результата

Аккумулятор в качестве регистра-операнда и регистра результата. Регистр временного хранения операнда Тпрограммно недоступен и используется для внешнего хранения 2-го операнда при выполнении 2-ух адресных команд.

Комбинационная схема АЛУ может выполнять операци:

1. Сложение байтов с переносом или без него

2. Логические операции (и, или …)

3. Инкремент

4. Инверсия

5. Циклический сдвиг влево/вправо через флаг переноса

6. Обмен тетрад в байте

7. Десятичная коррекция содержимого аккумулятора

При выполнении операции обработки данных в АЛУ вырабатываются признаки, которые (за исключением признака переноса) обозначаются буквой С, формируются на комбинационной схеме и не фиксируются на триггерах. К таким флагам относятся флаг нулевого содержимого аккумулятора, флаг наличия «1» в силикатируемом виде аккумулятора. Эти флаги используются для команд условных переходов JZ, LNZ.

JZ – условный переход, если в аккумуляторе нулевой переход.

JNZ – условный переход, если нулевой переход

Память программ и память данных в этом МК с объектом управления используются 2-направленые линии. Эти линии сгруппированы в 3 порта по 8 линий в каждом, и могут использованы для ввода/вывода и наоборот. Кроме портов ввода/вывода имеются 3 линии, сигналы на которых могут изменять ход программы по командам условного перехода.

Линия запроса прерывания ЗПР (INT) используется для ввода в МК сигнала запроса прерывания от внешнего источника. Линия ТО используется для ввода тестирующего сигнала от 2-ичного датчика объекта управления. Кроме того под управлением программы по этой линии из микроконтроллера может выдаваться сигнал синхронизации. Линии ТР1 используются для ввода тестируемого сигнала или в качестве входа счетчика событий.

При необходимости в МК можно создать 2-ух уровневую систему прерываний. Для этого используют входы Т1 и ЗПР. При одновременном запросе прерывания от различных источников, приоритет остается за источником, воздействующим на вход ЗПР.