NUC975DK61Y – Интегралдык схемалар, камтылган, микроконтроллерлер – NUVOTON Technology Corporation

1 Микроконтроллердин аныктамасы

Микроконтроллер негизги толук эсептөө системасын түзгөн арифметикалык логикалык бирдик, эс тутум, таймер/калькулятор жана ар кандай / O схемалары ж.

Микроконтроллердин эс тутумундагы программа микроконтроллердин аппараттык жана перифериялык аппараттык схемалары менен тыгыз колдонулат, ПКнын программалык камсыздоосунан айырмаланат жана микроконтроллердин программасы микропрограмма катары аталат.Жалпысынан алганда, микропроцессор бир интегралдык микросхемадагы CPU, ал эми микроконтроллер бир интегралдык микросхемада CPU, ROM, RAM, VO, таймер ж.б.CPU менен салыштырганда, микроконтроллердин мынчалык күчтүү эсептөө күчү жок, ошондой эле MemoryManaaement бирдиги жок, бул микроконтроллер салыштырмалуу бир гана жана жөнөкөй башкаруу, логика жана башка тапшырмаларды аткара алат жана ал жабдууларды башкарууда, сенсор сигналын иштетүүдө кеңири колдонулат. жана башка тармактар, мисалы, кээ бир тиричилик техникасы, өнөр жай жабдуулары, электр шаймандары ж.б.

2 Микроконтроллердин курамы

Микроконтроллер бир нече бөлүктөн турат: борбордук процессор, эс тутум жана киргизүү/чыгарма:

- Борбордук процессор:

Борбордук процессор MCUнын негизги компоненти болуп саналат, анын ичинде оператордун жана контроллердин эки негизги бөлүгү.

-Оператор

Оператор арифметикалык жана логикалык бирдиктен (ALU), аккумулятордон жана регистрлерден, ж.ALU бул эки маалыматтын өлчөмүн кошууга, кемитүүгө, дал келүүгө же салыштырууга, акырында жыйынтыкты аккумулятордо сактоого жөндөмдүү.

Оператор эки функцияны аткарат:

(1) Ар кандай арифметикалык амалдарды аткаруу.

(2) Ар кандай логикалык операцияларды аткаруу жана нөлдүк маанини текшерүү же эки маанини салыштыруу сыяктуу логикалык тесттерди аткаруу.

Оператор аткарган бардык операциялар контроллерден келген башкаруу сигналдары менен башкарылат жана арифметикалык операция арифметикалык натыйжаны берсе, логикалык операция өкүм чыгарат.

- Контролёр

Контроллер программалык эсептегичтен, инструкциялардын регистринен, инструкциялардын декодеринен, хронометраждын генераторунан жана операциялык контроллерден ж.Анын негизги функциялары болуп төмөнкүлөр саналат:

(1) Инструкцияны эстутумдан чыгаруу жана кийинки инструкциянын эстутумдагы ордун көрсөтүү.

(2) Көрсөтүлгөн аракеттин аткарылышын жеңилдетүү үчүн нускаманы декоддоо жана сыноо жана тиешелүү операциялык башкаруу сигналын түзүү.

(3) CPU, эс тутум жана киргизүү жана чыгаруу түзүлүштөрүнүн ортосундагы маалымат агымынын багытын башкарат жана башкарат.

Микропроцессор ички шинасы аркылуу ALU, эсептегичтер, регистрлер жана башкаруу бөлүмүн өз ара байланыштырат жана тышкы шинасы аркылуу тышкы эстутумга жана киргизүү/чыгаруу интерфейсинин схемаларына кошулат.Сырткы шинаны системалык шина деп да аташат, маалымат шинасы МБ, дарек шинасы АВ жана башкаруу шинасы CB болуп бөлүнөт жана киргизүү/чыгарма интерфейсинин схемасы аркылуу ар кандай перифериялык түзүлүштөргө туташтырылган.

- Эс

Эстутум эки категорияга бөлүнөт: маалымат эстутуму жана программалык эс тутум.

Маалымат эстутуму маалыматты сактоо үчүн, ал эми программа сактагычы программаларды жана параметрлерди сактоо үчүн колдонулат.

-Input/Output -Ар кандай түзүлүштөрдү бириктирүү же айдоо

Сериялык байланыш порттору - MCU менен ар кандай перифериялык түзүлүштөрдүн ортосунда маалымат алмашуу, мисалы, UART, SPI, 12C ж.б.

3 Микроконтроллердин классификациясы

Биттердин саны боюнча микроконтроллерлерди: 4-бит, 8-бит, 16-бит жана 32-биттик деп бөлүүгө болот.Практикалык колдонмолордо 32-бит 55%, 8-бит 43%, 4-бит 2% жана 16-бит 1% түзөт.

32 биттик жана 8 биттик микроконтроллерлор бүгүнкү күндө эң кеңири колдонулган микроконтроллерлер экенин көрүүгө болот.
Биттердин санынын айырмасы жакшы же жаман микропроцессорлорду билдирбейт, биттердин саны канчалык көп болсо, микропроцессор ошончолук жакшы болот, ал эми биттердин саны канчалык аз болсо, микропроцессор ошончолук начар болот.

8-бит MCUs ар тараптуу болуп саналат;алар жөнөкөй программалоону, энергияны үнөмдөөчүлукту жана пакеттин кичинекей өлчөмүн сунуштайт (айрымдарында алты гана төөнөгүч бар).Бирок бул микроконтроллерлер адатта тармактык жана байланыш функциялары үчүн колдонулбайт.

Эң кеңири таралган тармак протоколдору жана байланыш программалык стектери 16 же 32 бит.Байланыш перифериялык жабдыктары кээ бир 8 биттик түзүлүштөр үчүн жеткиликтүү, бирок 16 жана 32 биттик MCUлар көбүнчө эффективдүү тандоо болуп саналат.Ошого карабастан, 8-бит MCUs адатта ар кандай башкаруу, сезүү жана интерфейс колдонмолору үчүн колдонулат.

Архитектуралык жактан микроконтроллерлерди эки категорияга бөлүүгө болот: RISC (Reduced Instruction Set Computers) жана CISC (Complex Instruction Set Computers).

RISC – бул компьютердик көрсөтмөлөрдүн азыраак түрлөрүн аткарган микропроцессор жана 1980-жылдары MIPS негизги фрейми (б.а. RISC машиналары) менен келип чыккан жана RISC машиналарында колдонулган микропроцессорлор жалпысынан RISC процессорлору деп аталат.Ошентип, ал операцияларды ылдамыраак (секундасына миллиондогон көрсөтмөлөрдү же MIPS) аткара алат.Компютерлер ар бир команданын түрүн аткаруу үчүн кошумча транзисторлорду жана схеманын элементтерин талап кылгандыктан, компьютердин нускамалары канчалык чоң болсо, микропроцессорду татаалдашып, операцияларды жайыраак аткарат.

CISC процессордо иштеген программаларды түзүүнү жөнөкөйлөтүүчү микроинструкциялардын бай топтомун камтыйт.Инструкциялар ассемблер тилинен турат жана алгач программалык камсыздоо тарабынан ишке ашырылган кээ бир жалпы функциялар анын ордуна аппараттык инструкция системасы тарабынан ишке ашырылат.Ошентип, программисттин жумушу бир топ кыскарып, компьютердин аткаруу ылдамдыгын жогорулатуу үчүн ар бир инструкция мезгилинде кээ бир төмөнкү тартиптеги операциялар же операциялар бир убакта иштетилет жана бул система комплекстүү буйрук системасы деп аталат.

4 Жыйынтык

Бүгүнкү унаа электроникасынын инженерлери үчүн олуттуу маселе - арзан, көйгөйсүз, ал тургай, бузулган учурда да унаа системалары иштей алат, машинанын иштеши акырындык менен жакшырып, микроконтроллерлор өндүрүмдүүлүгүн жогорулатат деп күтүлүүдө. автомобиль электрондук башкаруу блоктору.