Микроконтроллеры. Отличие микроконтроллера от универсальных микропроцессорных систем.

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 10Следующая ⇒

МК – разновидность микропроцессорной системы (однокристальные ЭВМ), орие-нтированная на реализацию алгоритмов управления техническими устройствами и технологическими процессами.

МК проще, чем универсальные ЭВМ:

1)малый объем памяти МК реализует за-ранее известные несложные алгоритмы, и для размещения программ им требуется емкость памяти на несколько порядков <, чем у ЭВМ широкого применения.

2)менее разнообразный состав внешних устройств: параллельный и последова-тельный порты ввода-вывода, таймеры, АЦП и ЦАП, широтно-импульсные мо-дуляторы.

Применение МК поддерживается такими областями массового производства, как бытовая аппаратура, станкостроение, автомобильная промышленность и т.д. Первые МК выпущены фирмой Intel в 1976 г. На рынке используются МК фирмы Atmen (AT 88…), Microchip (PIC). В России большое распространение по-лучили МК фирмы Microchip: 1)мощная поддержка разработчиков со стороны фирмы и низкая стоимость МС. 2)объединили все передовые технологии, применяемые в производстве МК: разви- тая RISC-архитектура; минимальное эне-ргопотребление; ПЗУ, программируемое пользователем; возможность защиты ко- да программы от несанкционированного доступа и изменения. 83.Память микроконтроллера. Используется Гарвардская архитектура. Память программ – постоянная память объемом 1024 слова. Разрядность ячей- ки 14 бит. Занесение инф-ции осуществляется с помощью программатора. Память данных – ОП емкостью 256 Байт. Память данных разбита на 2 банка. Ка- ждый банк содержит 128 байт.

FFh 80h банк 1 7Fh 00h банк 0 Диапазон адресов Банка 0: 00h–7Fh. Диапазон адресов Банка 1: 80h–FFh. Каждый банк содержит спец. регистры и РОНы (ОЗУ пользователя). Спец. регистры применяются для хране- ния битов состояния, определяющих ра- боту портов ввода-вывода, таймеров и др. модулей МК. Переключение банков происходит при помощи 5 разряда (RPQ) регистра STATUS. В памяти данных находятся 68 РОНов, которые отображаются на 2 банка. 84.Устройство управление микроконтроллера. - регистр команд; - счетчик команд; - микропрограммное УУ; - очередь команд. Счетчик команд (PC) хранит адрес кома- нды и увеличивает свое состояние перед считыванием команды из памяти. Раз-рядность счетчика команд 13 бит. Младший байт счетчика является полно- стью доступным для чтения и записи ре-гистрам. Разрядность регистра команд 14 бит. По тактовому сигналу, поступающему на вход OSC1 МК, формируются 4 тактовые не перекрывающиеся последовательности (Q1, Q2, Q3, Q4). Командный цикл состоит из двух циклов: 1)выборка команд; 2)выполнение команд. Длительность командного цикла 8 тактов. Во время выполнения текущей команды из памяти считывается следующая кома- нда и загружается в очередь команд. Та- ким образом, командный цикл – 4 такта. Команды передачи управления выполня- ются за 8 тактов, т.к. очередь команд очи- щается. Типы данных: Разрядность данных 8 бит. 1)целые данные без знака (0–255). 2)целые данные со знаком хранятся и об-рабатываются в дополнительном коде (-128–127). МК содержит 8-разрядный рабочий ре- гистр (аккумулятор). 85.АЛУ микроконтроллера. Арифметические операции: сложение, вычитание. Логические операции: логическое сло- жение ИЛИ, логическое умножение И, логическое отрицание НЕ, исключаю- щее ИЛИ (неравнозначность). По результату работы АЛУ формирует флаги: - С – флаг переноса; - Z – флаг нуля; - DC – флаг дополнительного переноса (заема) из младшей тетрады в старшую. Флаги хранятся в спец. регистре STATUS в разрядах [2–0]. Типы данных: 1)целые без знака. 2)целые со знаком (хранятся в дополни-тельном коде). Разрядность данных 8 бит. 86.Таймер микроконтроллера (TMR0). Разрядность таймера 8 бит. Таймер – 8-разрядный суммирующий счетчик. Таймер может считать внутренние сигна- лы микроконтроллера (частота сигналов на входе таймера: f_TMR₀=f_МК/4), либо вне- шние сигналы, поступающие на вход RA4. При переполнении таймера, т.е. переклю-чении его из состояния FF в состояние 00, может формироваться прерывание. Сторожевой таймер (WDT): Представляет собой комбинацию встро-енного RC-генератора и счетчика, при переполнении которого формируется сброс МП. Время выдержки сторожевого таймера зависит от температуры, U питания и коэффициента деления предделителя. Выдержка с подключением предделите- ля может достигнуть 2.5 секунды. Номи-нальная выдержка без предделителя 18 нс. Главным назначением WDT является борьба с аппаратными сбоями устройства. В результате сбоя может возникнуть за-висание программы. Если WDT включен, то нормально работа-ющая программа должна периодически обнулять сторожевой таймер, не допус- кая его сбоя. Когда происходит сбой, таймер переста- ет программно обнуляться. После его переполнения произойдет сбой процессора и повторная инициализация устройства (программа начнет выполнять- ся с самого начала). 87.Система прерывания микроконтроллера. VR имеет аппаратные маскируемые прерывания от 4 источников: 1)Прерывание от TMR0. 2)Прерывание по окончании записи в энергонезависимую память EEPROM. Это внутренние прерывания. 3)Прерывания по сигналу на линии RB0 (фронтальные прерывания). 4)Прерывания при изменении сигналов на линии RB4-RB7 (по уровню). Это внешние прерывания. Все прерывания являются маскируемыми. Разрешить или запретить все прерывания можно с помощью разряда GIE регистра INTCON. Также можно разрешить или запретить каждый из видов прерываний. EEIE – бит разрешения прерывания по завершению записи в EEPROM. TOIE – бит разрешения прерывания по переполнению таймера TMR0. INTE – бит разрешения внешнего пре-рывания со входа RB0. RBIE – бит разрешения прерывания по изменению сигнала на линиях RB4-RB7. Обработчик прерывания 1, адрес вектора прерываний 4. С адреса 4 начинается об-работчик прерывания. Регистр INTCON содержит флаг Биты событий, которые устанавливаются в 1 независимо от того, разрешен данный вид прерываний или нет в случае появ- ления соответствующего события TOIF.

TOIF – флаг переполнения TMR0. INTF – флаг изменения сигнала на линиях RB0. RBIF – флаг изменения сигнала на линиях RB4-RB7. Например, произошло прерывание тайме- ра TMR0. Бит TOIF устанавливается в 1. проверяется состояние бита GIE. Если GIE=1, проверяется состояние бита TOIE. Если TOIE=1, прерывание от таймера ра-зрешено. В счетчик команд загружается адрес 4, и начинает выполняться обрабо- тчик прерывания, начинающийся с 4 ад- реса памяти программ. 88.Порты ввода-вывода микроконтроллера. МК имеет 2 порта ввода-вывода: PORT A, PORT B. PORT A: Это 5-разрядный порт (RA4-RA0). Направление передачи данных для каж- дой линии программируется отдельно установкой или сбросом битов 4-0 реги- стра TRIS A. Установка разряда в 1 настраивает соот-ветствующую линию на ввод. Установка бита в 0 настраивает соответствующую линию на вывод. PORT B: Это 8-разрядный двунаправленный порт (RB7-RB0). Направление передачи данных на линии определяется установкой в 1 или сбросом разрядов регистра TRIS B. Установка разряда в 1 настраивает соот-ветствующую линию на ввод. Установка бита в 0 настраивает соответствующую линию на вывод. Все выводы порта B имеют встроенную отключаемую нагрузку в виде регистров, подключенных к шине питания (подтя-гивающие резисторы). Нагрузка включается и выключается од-новременно для всех выводов при помо- щи 7 разряда (RBPU) спец. регистра OPTION_REG. RBPU=1 – нагрузка отключена. RBPU=0 – нагрузка включена. Для линий, настроенных на вывод, нагру- зка автоматически отключается. Линия RB0 может использоваться как вход прерывания по фронту. Линии RB4-RB7 – как входы прерывания по входу. 89.Архитектура вычислительных систем. Основные определения. Классы архитектуры вычислительных систем. ВС – это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и ПО, предназначенная для сбора, хране- ния, обработки и распределения инфо-рмации. ВС бывают: *многомашинные, *многопроцессорные. Многомашинные ВС: несколько процес-соров, входящих в ВС, не имеющих об- щей ОП, а имеют каждый свою локаль- ную ОП. Эффект от применения такой ВС может быть получен только при решении задач, имеющих спец. структуру: задача должна разбиваться на столько слабо связанных подзадач, сколько компов в системе.

Многопроцессорные ВС: наличие в компь-ютере нескольких процессоров означает, что параллельно может быть организова- но много потоков данных и много потто- ков команд. Таким образом, параллельно могут выполняться несколько фрагментов одной задачи. Такая машина имеет общую ОП и несколько процессоров. АА АА АА АЛУ АЛУ АЛУ ОЗУ Классы:

Поток данных	Поток команд
одиночный	множестве- нный
одиночный	SISD – Single Instruction Stream/Single Data Stream (одиночный поток команд и одиночный поток данных ОКОД)	MISD – Mul- tiple Instruc- tion Stream/ Single Data Stream (мно- жественный поток кома- нд и одино- чный поток данных МКОД)
множествен- ный	SIMD – Single Instruction Stream/Multi- ple Data Stre- am (одиноч- ный поток ко- манд и мно- жественнй поток дан- ных ОКМД)	MIMD – Mu- ltiple Instruc- tion Stream/ Multiple Data Stream (мно- жественный поток кома- нл и множе- ственный по- ток данных МКМД)

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8910 Следующая ⇒

Познавательные статьи:

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; просмотров: 112; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.189.192.214 (0.007 с.)