Микроконтроллеры презентация

Основные понятия Микроконтроллеры. Структура и архитектура микроконтроллеров 2 Компьютерная система Аппаратное программное обеспечение Системная шина CPU Операционный автомат к устройствам ввода и вывода 3 Что такое Микропроцессор? Pentium 4 microphotograph Блок управления Операционный автомат 4 Структура Микропроцессора 5 Базовая функция микропроцессора Программа и данные хранятся в памяти Каждая команда считывается из памяти, декодируется и выполняется Арифметико-логический блок (АЛУ) выполняет операции с данными Обмен данных (регистр, память, ввод-вывод) Программный счетчик (ПС) указывает текущее местоположение программы в памяти и автоматически увеличивается после каждой команды Каждая инструкция может выполнятся на несколько тактов 6 Что такое микроконтроллерная система? Это вычислительная система на базе микроконтроллера. 7 Микроконтроллерная система Буферы и преобразователи (buffers and converters) определяет уровень и состояние IO сигналов Шина (bus) представляет собой группу сигналов (данные, адрес, управляющий сигнал) с общей целью. Тактовый генератор (clock circuit) генерирует фиксированная частота, тактовые сигналы для всей системы. Источник питания (power supply) преобразует исходную питанию в постоянное напряжение (номинально 5 В), требуемое системой 8 Пример микроконтроллерной системы (MC68HC11EVBU) 9 Микроконтроллер Интегрированная система, предназначенная для работы в качестве встроенной вычислительной системы (компьютер, который является частью более крупной системы) Микроконтроллер - это небольшой, недорогой и автономный компьютер на кристалле, который может использоваться как встроенная система Микроконтроллер состоит из: Микропроцессор (CPU), ROM (для программ), RAM (для данных) Порты IO (для взаимодействия с внешними ресурсами), Периферийные устройства (упростить взаимодействие и реализацию желаемых функциональных возможностей), 10 Сферы применения микроконтроллеров Потребитель: Стиральная машина, Пульт дистанционного управления Часы и счетчики Игры и игрушки Аудио и видео устройства Связь: Телефонные системы, Автоответчики Мобильные телефоны и пейджеры Сетевые технологии (ATM, кредит карты, Ethernet) Автомобили: Устройства безопасности (автоматическая тормозная система, подушки безопасности) Управление двигателем (зажигание, выхлопы) Электрические стеклоподъемники и сиденья Другие инструменты 11 Сферы применения микроконтроллеров Военная сфера: Системы управления Глобальные системы позиционирования Системы определения мишени Промышленность: Правление трафиком Робототехника Производственные предприятия Управление складом и запасами Медицина: Сердечные мониторы Почечные мониторы Кардиостимуляторов Диализные машины Архитектура микроконтроллера 12 13 Организация микроконтроллера 14 Функциональные блоки микроконтроллера CPU: центральный процессор (4,8,16,32 бит шина данных) ROM: постоянный память (Firmware) RAM: память временного хранения (регистры, стек процессора, временные данные) PIO: параллельный ввод и вывод (реле, датчики) INT: Входы прерываний (внешние внутренние источники) UART: Асинхронный последовательный порт (e.g. RS232) GPT: Таймер общего назначения (счетчик событий) PWM: импульсный модулятор (контроллер мотора) WDT: Сторожевой таймер (автоматический сброс) AIO: аналоговый ввод и вывод (ADC DAC) 15 Основные понятия памяти Цифровые данные хранятся в виде двоичных чисел, однако их часто представляют с помощью шестнадцатеричной системы ...