NUC975DK61Y – Нэгдсэн хэлхээ, суулгагдсан, микроконтроллер – NUVOTON технологийн корпораци

1 Микроконтроллерийн тодорхойлолт

Микроконтроллер нь үндсэн иж бүрэн тооцооллын системийг бүрдүүлдэг арифметик логик нэгж, санах ой, таймер/тооцоолуур, төрөл бүрийн / O хэлхээ гэх мэтийг чипэнд нэгтгэдэг тул үүнийг нэг чиптэй микрокомпьютер гэж бас нэрлэдэг.

Микроконтроллерийн санах ой дахь программ нь микроконтроллерийн техник хангамж болон захын тоног төхөөрөмжийн хэлхээтэй нягт холбоотой байдаг бөгөөд энэ нь компьютерийн програм хангамжаас ялгаатай бөгөөд микроконтроллерийн программыг програм хангамж гэж нэрлэдэг.Ерөнхийдөө микропроцессор нь нэг интеграл хэлхээний CPU, харин микроконтроллер нь CPU, ROM, RAM, VO, таймер гэх мэт бүгдийг нэг интеграл хэлхээнд суулгадаг.Микроконтроллер нь CPU-тэй харьцуулахад тийм ч хүчтэй тооцоолох хүч чадалгүй, санах ойн манааементийн нэгж байхгүй тул микроконтроллер нь харьцангуй дан, энгийн удирдлага, логик болон бусад даалгавруудыг гүйцэтгэдэг бөгөөд тоног төхөөрөмжийн удирдлага, мэдрэгчийн дохио боловсруулахад өргөн хэрэглэгддэг. гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, цахилгаан хэрэгсэл гэх мэт бусад салбарууд.

2 Микроконтроллерийн найрлага

Микроконтроллер нь төв процессор, санах ой, оролт/гаралт гэсэн хэд хэдэн хэсгээс бүрдэнэ.

-Төв процессор:

Төв процессор нь MCU-ийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд үүнд оператор ба хянагч хоёр үндсэн хэсэг багтдаг.

-Оператор

Оператор нь арифметик, логик нэгж (ALU), аккумлятор, регистр гэх мэт зүйлсээс бүрдэнэ. ALU-ийн үүрэг нь ирж буй өгөгдөл дээр арифметик эсвэл логик үйлдлүүдийг гүйцэтгэх явдал юм.ALU нь эдгээр хоёр өгөгдлийн хэмжээг нэмэх, хасах, тааруулах, харьцуулах, эцэст нь үр дүнг аккумляторт хадгалах чадвартай.

Оператор нь хоёр функцтэй:

(1) Төрөл бүрийн арифметик үйлдлийг гүйцэтгэх.

(2) Янз бүрийн логик үйлдлүүд хийх, тэг утгын тест эсвэл хоёр утгыг харьцуулах зэрэг логик туршилтуудыг гүйцэтгэх.

Операторын гүйцэтгэсэн бүх үйлдлүүд нь хянагчаас ирэх хяналтын дохиогоор чиглэгддэг бөгөөд арифметик үйлдэл нь арифметик үр дүнг гаргадаг бол логик үйлдэл нь дүгнэлтийг гаргадаг.

-Хянагч

Удирдагч нь програмын тоолуур, зааварчилгааны бүртгэл, зааварчилгааны декодлогч, хугацаа үүсгэгч, үйл ажиллагааны хянагч гэх мэт зүйлсээс бүрдэнэ. Энэ нь команд өгдөг, өөрөөр хэлбэл микрокомпьютерийн бүх системийн ажиллагааг зохицуулж, удирдан чиглүүлдэг "шийдвэр гаргах байгууллага" юм.Үүний үндсэн чиг үүрэг нь:

(1) Санах ойноос заавар авч, санах ой дахь дараагийн зааврын байршлыг зааж өгнө.

(2) Заасан үйлдлийн гүйцэтгэлийг хөнгөвчлөхийн тулд зааврыг тайлж, турших, холбогдох үйлдлийн хяналтын дохиог үүсгэх.

(3) CPU, санах ой, оролт гаралтын төхөөрөмжүүдийн хоорондох өгөгдлийн урсгалын чиглэлийг удирдаж, удирддаг.

Микропроцессор нь дотоод шинээр дамжуулан ALU, тоолуур, бүртгэл, хяналтын хэсгийг хооронд нь холбож, гадаад шинээр дамжуулан гадаад санах ой болон оролт гаралтын интерфейсийн хэлхээнд холбогддог.Системийн автобус гэж нэрлэгддэг гадаад автобус нь өгөгдлийн автобус DB, хаягийн автобус AB, хяналтын автобус CB гэж хуваагддаг ба оролт гаралтын интерфейсийн хэлхээгээр янз бүрийн захын төхөөрөмжүүдтэй холбогддог.

- Санах ой

Санах ойг өгөгдлийн санах ой, програмын санах ой гэж хоёр төрөлд хувааж болно.

Өгөгдлийн санах ой нь өгөгдөл хадгалахад, програмын санах ой нь программ болон параметрүүдийг хадгалахад ашиглагддаг.

-Оролт/гаралт -Өөр өөр төхөөрөмжүүдийг холбох эсвэл жолоодох

Цуваа холбооны портууд - MCU болон UART, SPI, 12C гэх мэт өөр өөр төхөөрөмжүүдийн хооронд өгөгдөл солилцдог.

3 Микроконтроллерийн ангилал

Битийн тоогоор нь микроконтроллеруудыг 4-бит, 8-бит, 16-бит, 32-бит гэж ангилдаг.Практик хэрэглээнд 32 бит 55%, 8 бит 43%, 4 бит 2%, 16 бит 1% тус тус тус тус эзэлдэг.

Эндээс харахад 32 ба 8 битийн микроконтроллерууд нь өнөө үед хамгийн өргөн хэрэглэгддэг микроконтроллерууд юм.
Битийн тооны ялгаа нь сайн эсвэл муу микропроцессорыг илэрхийлэхгүй, битийн тоо их байх тусам микропроцессор сайн байх болно, харин битийн тоо бага байх тусам микропроцессор муу байх болно.

8 битийн MCU нь олон талт байдаг;Тэд энгийн програмчлал, эрчим хүчний хэмнэлт, жижиг багцыг санал болгодог (зарим нь зөвхөн зургаан зүүтэй).Гэхдээ эдгээр микроконтроллеруудыг ихэвчлэн сүлжээ, харилцаа холбооны үйл ажиллагаанд ашигладаггүй.

Хамгийн түгээмэл сүлжээний протоколууд ба холбооны програм хангамжийн стек нь 16 эсвэл 32 бит юм.Зарим 8 битийн төхөөрөмжүүдэд холбооны нэмэлт төхөөрөмжүүд байдаг ч 16 ба 32 битийн MCU нь илүү үр дүнтэй сонголт байдаг.Гэсэн хэдий ч 8 битийн MCU нь ихэвчлэн янз бүрийн удирдлага, мэдрэгч, интерфейсийн програмуудад ашиглагддаг.

Архитектурын хувьд микроконтроллеруудыг RISC (Reduced Instruction Set Computers) ба CISC (Complex Instruction Set Computers) гэсэн хоёр төрөлд хувааж болно.

RISC нь цөөн төрлийн компьютерийн зааврыг гүйцэтгэдэг микропроцессор бөгөөд 1980-аад онд MIPS үндсэн фрэймийн (өөрөөр хэлбэл RISC машинууд) үүссэн бөгөөд RISC машинуудад хэрэглэгддэг микропроцессоруудыг нийлээд RISC процессор гэж нэрлэдэг.Ийм байдлаар үйлдлүүдийг илүү хурдан гүйцэтгэх боломжтой (секундэд сая сая заавар эсвэл MIPS).Компьютер нь командын төрөл бүрийг гүйцэтгэхийн тулд нэмэлт транзистор болон хэлхээний элементүүдийг шаарддаг тул компьютерийн зааврын багц том байх тусам микропроцессорыг илүү төвөгтэй болгож, үйлдлүүдийг удаашруулдаг.

CISC нь процессор дээр ажилладаг программуудыг бий болгоход хялбар болгох бичил заавруудын баялаг багцыг агуулдаг.Зааврууд нь ассемблер хэлнээс бүрдэх ба программ хангамжаар анх хэрэглэгдэж байсан зарим нийтлэг функцийг техник хангамжийн зааврын системээр гүйцэтгэдэг.Ийнхүү програмистын ажил ихээхэн багасч, компьютерийн гүйцэтгэлийн хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд зарим доод тушаалын үйлдлүүд эсвэл үйлдлүүдийг заавар үе бүрт нэгэн зэрэг боловсруулдаг бөгөөд энэ системийг нарийн төвөгтэй заавар систем гэж нэрлэдэг.

4 Дүгнэлт

Өнөөгийн автомашины электроникийн инженерүүдийн хувьд ноцтой сорилт бол хямд өртөгтэй, асуудалгүй, эвдэрсэн тохиолдолд ч гэсэн автомашины систем ажиллах боломжтой, автомашины гүйцэтгэл аажмаар сайжирч, микроконтроллерууд гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх төлөвтэй байна. автомашины электрон хяналтын нэгжийн .