Структура системного микроконтроллера.
В начале каждого машинного цикла на шину данных микропроцессора (ШД) выдается байт состояния – SW. Действует он в течение длительности машинного цикла, следовательно, для его сохранения требуется регистр состояния. Данные из регистра состояния (код слова состояния) подаются на дешифратор, результат дешифрования слова состояния – это сигнал управления для выполнения микрооперации в данном машинном цикле.
Примечание: Количество типов микроопераций для данного МП равно десяти.
Рассмотрим назначение и структуру двунаправленного шинного формирователя и буферного регистра.
Шинный формирователь и буферный регистр.
Служат для обеспечения соединения МП с системной магистралью (ШД) и системным микроконтроллером.
А) Двунаправленный формирователь. Шинный формирователь обладает тристабильным состоянием: * передача (прием «1») , * передача (прием «0»), * импеданстное – высокоомное состояние.
Структура шинного формирователя:
Б) Буферный регистр – однонаправленный регистр для передачи адресной информации.
Структура буферного регистра:
Лекция
Перспектива развития микропроцессорной техники Современные микроконтроллеры (мк). Определение и классификация микроконтроллеров.
Микроконтроллер – самостоятельная микропроцессорная система, которая содержит центральный микропроцессор (ЦМП), вспомогательные схемы (буферные регистры, контроллер) и устройства ввода/вывода, размещенные в общем корпусе (одном чипе).
Это определение справедливо для восьмиразрядных микроконтроллеров, но недостаточно для шестнадцатиразрядного и тридцатидвухразрядного микроконтроллеров (МК), так как эти МК содержат больше одного чипа (программаторы, дисплеи и т.д.).
МК классифицируются:
По архитектуре
а) Принстонская архитектура (или фон Неймоновская).
Например, МК КР 580ВМ80, Z80.
В данном МК программы, память данных и стековая память хранятся в общем запоминающем устройстве (общая адресация памяти), и данные поступают в МП через одну шину данных.
Преимущества архитектуры: простота технической реализации, гибкость выполнения некоторых программных процедур.
б) Гарвардская архитектура. В ней хранение программ, данных и стека осуществляется в отдельных блоках запоминающего устройства и данные поступают по отдельным шинам.
Эта архитектура сложна в технической реализации. Преимущества архитектуры: меньшее количество тактов на выполнение команды (процессор точно знает, в каком блоке какая информация). Пример такой архитектуры: микроконтроллеры фирмы “Atmel”.
По функциональному назначению
а) встраиваемые восьмиразрядные микроконтроллеры.
б) шестнадцатиразрядные и тридцатидвухразрядные микроконтроллеры.
в) цифровые сигнальные микроконтроллеры (DSP). Их предназначение: для построения цифровых фильтров, вокодеров.
Архитектура и принцип работы микроконтроллеров.
МК относится к числу встраиваемых с Гарвардской структурой микроконтроллеров.
Чтобы ввести в действие МК нужно на «Ассемблере» или «С» разработать программу, отладить с помощью отладчика (например, Studio 4.528) и записать с помощью программатора программу в МК. Подать питание, подключить тактовые сигналы, подсоединить порты и МК - составная часть управления в аппарате.
Основное назначение МК: обеспечить гибкое управление объектами с учетом сложившейся ситуации или режимов работы.
В состав МК входят следующие элементы:
схема начального пуска МК (Reset);
генератор тактовых импульсов (внешний или внутренний);
процессор;
память программ;
память данных. RAM (ОЗУ) и ROM (ПЗУ);
устройства ввода/вывода данных;
таймеры, фиксирующие количество командных циклов.
Эту структуру можно представить следующем виде:
Тактовая частота МК 2…40 МГц. Более сложные МК содержат встроенные мониторы, отладчики программ, компараторы АЦП/ЦАП, подключение внешней памяти, параллельные и последовательные порты ввода/вывода.