Мікроконтролери
Мікроконтролери (МК) — різновид мікропроцесорних систем (мікро ЕОМ), орієнтована на реалізацію алгоритмів управління технічними пристроями і технологічними процесами. Порівняно з універсальними мікро ЕОМ мікроконтролери простіші, і вже близько 25 років тому виявилося можливим розмістити практично всю схемотехніку МК на одному кристалі, що і дало початок їх розвитку. МК ще називають однокристальною мікро ЕОМ Розробка МК означає появу ВІС такої функційної завершеності , яка дозволяє розв’язувати у повному обсязі задачи визначеного класу .
Що відрізняє МК від мікро ЕОМ універсального призначення? Перш за все, це малий об'єм пам'яті і менш різноманітний склад зовнішніх пристроїв. До складу універсальної мікро ЕОМ входять модулі пам'яті великого об'єму і високої швидкодії, існує складна ієрархія ЗУ, оскільки багато задач (автоматизоване проектування, комп'ютерна графіка, мультимедійні додатки і ін.) без цього вирішити неможливо. Для МК ситуація інша, вони реалізують наперед відомі нескладні алгоритми, і для розміщення програм їм потрібна ємність пам'яті, на декілька порядків менша, ніж у мікро ЕОМ широкого призначення. Набір зовнішніх пристроїв також істотно звужується, а самі вони значно простіше. В результаті модулі мікро ЕОМ конструктивно самостійні, а МК виконується на одному кристалі, хоча в його складі є модулі того ж функціонального призначення. Зіставляючи мікропроцесор (тобто центральний процесорний елемент системи) і МК (тобто мікросхему простої системи в цілому) з погляду комерційних потреб, можна чітко бачити переважання МК. Число користувачів МК у декілька разів перевищує число користувачів окремих мікросхем МП. Застосування МК підтримується такими областями масового виробництва, як побутова апаратура, верстатобудування, автомобільна промисловість і т.д.
Перші МК випущені фірмою Intel в 1976 р. (восьмирозрядний МК 8048). В даний час багатьма постачальниками випускаються 8-, 16- і 32-розрядні МК з місткістю пам'яті програм до десятків Кбайт, невеликими ОЗУ даних і набором таких інтерфейсних і периферійних схем, як паралельні і послідовні порти вводу/виводу, таймери, аналого-цифрові і цифроаналогові перетворювачі, широтно-імпульсні модулятори і ін. Серед тих МК, що випускаються широко відоме сімейство восьмирозрядних контролерів MCS-51/151/251 і 16-розрядних MCS-96/196/296 (фірми Intel). Дуже багато виробників випускають аналоги цих сімейств або сумісні з ними МК. У вітчизняній номенклатурі це К1816ВЕ51, К1830ВЕ51 (восьмирозрядні МК). Останнім часом фірма Intel зосередила зусилля на розробці складних мікропроцесорів для комп'ютерів і поступилася сектором ринку простих МК іншим фірмам, зокрема, фірмі Atmel, яка випускає популярне сімейство МК серії АТ89 з Флэш-пам'яттю програм, що є функціональним аналогом сімейства восьмирозрядних МК фірми Intel.
Цікаво, що, не дивлячись на появу нових 16- і 32-розрядних МК, найбільший успіх на ринку залишається за 8-розрядними. Зараз близько половини ринку МК (приблизно 6 млрд доларів) залишається за цими МК, що означає їх лідирування з великим відривом щодо представників інших сімейств.
У структурі МК сімейства АТ89С (рисунок 18.3) використовуються роздільні блоки програмної пам'яті типа Флеш і ОЗУ даних (Гарвардська архітектура). Діапазони місткостей пам'яті, як і частот генератора тактових імпульсів ГТІ, приведені на рисунку 18.3, характеризують параметри представників сімейства від молодшого до старшого. При необхідності можливе підключення зовнішніх БІС ПЗП, ОЗУ для розширення простору пам'яті. Засоби вводу/виводу представлені 4 паралельними портами (32 лінії) і лініями TxD (вихід передавача) і RxD (вхід приймача) для послідовного вводу/виводу. До складу МК входять 2—3 таймери-лічильники (16-розрядних) , які дають системні мітки часу і відпрацьовують інтервали. Для скорочення ширини фізичного інтерфейсу функції ліній паралельних портів суміщені, і в різних режимах мають різне призначення. Система переривань з 5 джерелами запитів радіального типу обслуговує 2 зовнішні запити, 2 запити від таймерів і 1 від послідовного порту. При частоті ГТІ 12 Мгц більшість команд виконується за 1 мкс, деякі команди — за 2 мкс
