Глава 1: Микропроцессор. Основные сведения

Микропроцессор – микросхема, функциональное назначение которой изменяется под действием внешних управляющих сигналов, т.е. при смене команды, и осуществляющая над данными арифметические и логические операции. Микропроцессор реагирует на входные и формирует выходные сигналы, которые определяются последовательностью команд микропроцессора (программой). Эти команды содержатся в запоминающем устройстве микропроцессорной системы.

Микропроцессорная система – это специализированная информационная или управляющая система на основе микропроцессорных средств.

Микроконтроллер – микропроцессор, ориентированный не на вычисления, а на выполнение программ управления объектами, т. е. это микропроцессор с периферийными устройствами, ОЗУ, ПЗУ.

Однокристальная ЭВМ (однокристальный микроконтроллер) – интегрированная в одном кристалле микропроцессорная система, содержащая необходимый минимальный набор функциональных узлов микро ЭВМ, включая периферийные устройства. По сравнению с обычной микро ЭВМ характеризуется ограниченными возможностями, но существенно меньшими габаритами, массой, потребляемой мощностью. Для ОЭВМ характерны следующие особенности по сравнению с типичной структурой микро ЭВМ:

• малая емкость памяти

• физическое и логическое разделение памяти программ (ПЗУ) и памяти данных (ОЗУ)

• упрощенная система команд, ориентированная на выполнение задач управления

• специфическая организация ввода-вывода

Физическая и логическая разделенность памяти программ и данных исключает возможность модификации или замены (перегрузки) прикладных программ микроконтроллеров во время работы. Все это отличает эти приборы от классической структуры микро ЭВМ и поэтому более правильным является использование термина микроконтроллер (МК), а не ОЭВМ.

Современная типичная однокристальная ЭВМ (ОЭВМ) или однокристальный микроконтроллер характеризуется следующими свойствами:

• регулируемое сверхнизкое энергопотребление

• аппаратная реализация умножения

• конфигурируемая внешняя шина

• встроенный контроллер ПДП

• несколько многофункциональных таймеров

• встроенные многоканальный (обычно 8 каналов) АЦП и ЦАП

• развитая регистровая система

• развитая система портов ввода – вывода

1.1 Основные характеристики мп

Свойства МП описываются многими характеристиками. Основные из них:

1. Тип микроэлектронной технологии.

- построенный на биполярной технологии.

- построенный на МОП- технологии.

- совместной технологии.

2. По количеству кристаллов образующих МП:- один; - два; - более.

МП бывают:

- однокристальные МП

- многокристальные с фиксированной разрядностью слова

- многокристальные с фиксированным набором команд

Многокристальные МП обладают изменяемой разрядностью слова, но фиксированным набором операций.

3. Размеры кристалла, количество элементов на кристалле.

4. Количество выводов корпуса кристалла.

5. Разрядность - длина информационного слова, которое может быть обработано микропроцессором одновременно (4-ех; 8-ми; 16-ти; 32-ух; 64-ех разрядный МП).

6. Быстродействие - число операций в секунду (или тактовая частота), время выполнения команд.

7. Емкость (объем) непосредственно адресуемой памяти. Характеризует возможности МП по взаимодействию с запоминающим устройствами.

8. Принцип управления - программное управление с жестким (фиксированным) набором команд или микропрограммное управление.

9. Эффективность системных команд:

- количество команд;

- выполнение арифметических, логических операций;

- наличие команд оперирующих с битами, десятичными числами, числами с плавающей запятой;

- наличие команд работы со стеком.

10. Число уровней прерывания.

11. Возможность прямого доступа к памяти.

12. Тип интерфейса и пропускающая способность канала ввода- вывода.

13. Питающие напряжения – показывают, сколько и каких источников питания необходимо использовать для работы МП.

14. Мощность потребления─максимальная мощность потребления Мп.

15. Номинальные параметры входных и выходных сигналов.

16. Число входящих в МП набор БИС и выполняемые ими функции.

17. Наличие и доступность для пользователя аппаратно ─ программируемых средств поддержки проектирования и отладки МП устройств и систем.