18802

Назначение и особенности архитектур микроконтроллеров

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Назначение и особенности архитектур микроконтроллеров Микроконтроллер МК ‐ это специализированный микропроцессор предназначенныйдля обработки внешних событий при решении задач управления техническими процессами. Обычно МК в реальном времени выполняют задачи с

Русский

2013-07-08

76.74 KB

14 чел.

Назначение и особенности архитектур микроконтроллеров

Микроконтроллер (МК) это специализированный микропроцессор, предназначенныйдля обработки внешних событий при решении задач управления техническими процессами.

Обычно МК в реальном времени выполняют задачи сбора и первичной обработки информации о ходе технологического процесса и передачи результатов ее в локальную сеть, а также осуществляют управление в соответствии с заданным законом автоматического регулирования.

МК – это однокристальные микроЭВМ. МК используют различные корпуса от простейших малоконтактных DIP до многоконтактных BGA.

На одном кристалле МК размещаются:

- процессор; - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) данных; - постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) команд; - последовательные и параллельные порты; - котроллер прерываний; - контроллер ПДП (опция); - таймеры (опция); - ЦАП, АЦП (опция); - внутренние схемы запуска и тактовой синхронизации.

Основной архитектурой МК является Гарвардская архитектура, что обеспечивает возможность совместить во времени процедуры выборки и декодирования команд с исполнением предыдущей команды с целью повышения производительности. Команды размещаются во внутреннем и/или внешнем ПЗУ и поступают в устройство управления МК. Данные (операнды) размещаются во внутреннем и/или внешнем ОЗУ и поступают на исполнение в оперативное устройство МК. Во многих МК внутреннее ОЗУ реализована как расширение для регистров общего назначения процессора и поэтому иногда данное ОЗУ называют «регистровый файл».

Как правило, МК имеют сложный набор команд, т.е. это процессор СISC – типа (некоторые микроконтроллеры имеют простой набор команд для пересылок и передачи данных, выполняющих за один машинный цикл, а также несколько сложных вычислительных команд (умножение, деление)). МК с простым набором команд RISCтипа, также широко представлены на рынке микроэлектроники, например, PICконтроллеры. МК RISCтипа применяются для проектирования простейших устройств, таких как интеллектуальная периферия.

Структурная схема:

МК устроен таким образом, чтобы максимально упростить взаимосвязь микроконтроллера с различными разнообразными внешними устройствами. Это достигается с помощью наличия программноуправляемых портов.

Наличие в МК нескольких портов ввода – вывода (последовательного и параллельного)определяет интерфейсные возможности проектируемой системы:

1. По связи с системами верхнего уровня: HOST ПК, ПЛК, терминалы, интеллектуальные пульты операторов;

2. По организации межпроцессорных коммуникаций для построения мультипроцессорных систем;

3. По подключению большого числа стандартных исполнительных устройств, датчиков, а также внешних БИС/СБИС, как программируемых, так и с жесткой логикой.

Основные направления и тенденции развития МК:

1 Повышение производительности ЦП, за счет использования RISC ядра и конвейерной обработки.

2 Использование flashпамяти и увеличение емкости внутренней памяти.

3 Расширение внутренних функциональных устройств (АЦП/ЦАП, ШИМ и т.д).

4 Расширение разнообразия последовательных портов (от стандартных последовательных интерфейсов, включая RS485, до CAN).

5 Увеличение гибкости (программируемости) внутренних устройств.

6 Увеличение эффективности системы команд и как следствие повышение качества и надежности программного кода.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71967. Елементарне поняття симетричної форми та осі симетрії. “Світ комах.” 367 KB
  Обладнання: колекція жуків та метеликів під склом коник мураха бабка комар оса малюнки сопілка малюнки луків гуаш пензлик аркуш паперу фарби баночка з водою Червона книга України магнітофон касета знак âНе лови. Метелик 2 А я гарний стрибунець Ось такий я молодець.
71968. Розкажу про мою маму 165 KB
  Мета: виховувати любов і шанобливе ставлення до рідної матері до ненькиУкраїни допомогти учням усвідомити душевні болі Святої Матері Діви Марії через страсті Ісуса Христа. Як ви думаєте чиє серце наповнювалося болем найбільше дивлячись на страждання Сина Божого У Матері Божої.
71969. Хай завжди буде мама 130 KB
  Мета заходу: сприяти формуванню у молоді свідомого ставлення до життя поваги до родини батьків вшанування жінки матері зміцнення моральних цінностей. Мама перше слово вимовлене маленькою людиною та звуки цього слова ми бережливо несемо в серці через усе життя.
71971. Мандрівка у королівство Здоров’я 56 KB
  Мета: формувати та закріплювати раніше набуті знання дітей про значення здоров’я, необхідності вести здоровий спосіб життя. Прищеплювати гігієнічні навички. Знайомити з народними традиціями збереження власного здоров’я.
71972. Життєвий та творчий шлях (на прикладі збірки «Людський вертеп») Марії Долі (Валерії Гуртовенко) 684 KB
  Тут народилась я і друзів маю В нім корені життя мої. Від слова жито яке означає той злакщо дає життя людям. Вже пізніше вона напише вірш Моїй няні і присвятить його їйлюдиніспогад про яку протягом всього життя повертатиме її в дитинство.
71973. ВЕСЕЛА МАСЛЯНА 78.5 KB
  Розвиток естетичних поглядів та смаків, що ґрунтуються на народній естетиці та найкращих надбаннях цивілізації. Виховання гармонійно розвиненої особистості з високим національно – культурним потенціалом, розвинутим почуттям прекрасного.
71974. ВІВАТ, МАТЕМАТИКА! 81.5 KB
  Доброго дня дорогі друзі Я рада вітати всіх хто знає математику хто любить математику хто в майбутньому спиратиметься на знання одержані в школі. Ведучий: Сьогодні будуть незвичайні уроки математики.
71975. Счастливый случай в математике 67.5 KB
  Цели: Повышение интереса к изучению математики, развитие творческих способностей учащихся, логического мышления. Обучение решению арифметических задач различного типа. Формирование приемов умственной и исследовательской деятельности. Воспитание интереса навыков учебного труда.