- •Тема 5 Микроконтроллеры
- •Архитектура однокристальных микроконтроллеров Вопросы лекции:
- •Классификация и особенности архитектуры микроконтроллеров.
- •Структура микроконтроллеров.
- •Популярные семейства 8-разрядныхмикроконтроллеров.
- •Классификация и особенности архитектуры микроконтроллеров
- •Структура микроконтроллеров
- •Популярные семейства 8-разрядныхмикроконтроллеров
- •Мк с ядром mcs-51.
- •Мк семейства нс05 фирмы «Motorola».
- •Мк семейства нс08
- •Мк фирмы «Microchip»
- •Мк семейства avr
- •Процессорное ядро микроконтроллера
- •Структура процессорного ядра мк
- •Система команд процессора мк
- •Память программ
- •Память данных
- •Регистры мк
- •Стек мк
- •Внешняя память
Мк фирмы «Microchip»
В конце 1980-х годов фирма «Microchip» выпустила МК PIC16C5X, которые основали ныне широко распространенное семейство PIC16. Благодаря высокой производительности, малому потреблению и низкой стоимости это семейство с RISC-архитектурой составило серьезную конкуренцию производимым в то время 8-разрядным МК с CISC-архитектурой. В основу концепции PIC была положена RISC-архитектура с системой простых однословных команд. Система команд базового семейства РЮ16С5х содержит только 33 команды. Все команды, кроме команд перехода, выполняются за один машинный цикл с перекрытием по времени выборок команд из памяти и их исполнения. Производительность Р1С16С5х при частоте тактирования в 20 МГц составляет 5 MIPS. В настоящее время фирма «Microchip» выпускает пять семейств МК с RISC-архитектурой:
Р1С15С5х включает недорогие контроллеры с минимальным набором периферии;
PIC12Сххх включает МК в миниатюрном 8-выводном корпусе со встроенным тактовым генератором; однако «миниатюрность» не мешает некоторым моделям этого семейства иметь встроенный модуль 8-разрядного АЦП;
Р1С1бх/7х/8х/9х объединяет МК с развитой периферией; в число периферийных модулей входят таймеры-счетчики с опциями захвата/сравнения, широтно-импульсные модуляторы, аналоговые компараторы, АЦП, контроллеры различных последовательных интерфейсов;
Р1С17С4х/5хх включает высокопроизводительные МК с расширенной системой команд и обширной периферией; МК этого семейства имеют встроенный аппаратный умножитель 8x8, выполняющий операцию умножения за один машинный цикл;
5} Р1С18Сххх - новое семейство с оптимизированным под использование Си-компилятора RISC-ядром и частотой внутренней шины до 10 МГц.
Мк семейства avr
В1997 г. фирма «Atmel» представила первые МК семейства AVR. Семейство AVR AT90S объединяет мощный гарвардский RISC-процессор с раздельным доступом к памяти программ и данных, 32 регистра общего назначения и развитую систему команд. Последние версии семейства AVR имеют в составе АЛУ аппаратный умножитель. Базовый набор команд AVR содержит 120 инструкций. Большинство команд выполняется за один машинный цикл, производительность ряда моделей составляет 20 MIPS. Периферия AVR MK включает параллельные порты, таймеры-счетчики, различные последовательные интерфейсы, АЦП, аналоговые компараторы. МК AVR подразделяются на три серии:
tiny AVR - МК в 8-выводном корпусе низкой стоимости;
classic AVR - основная линия МК с производительностью до 16 MIPS, Flash память программ объемом до 8 Кбайт и статическим ОЗУ данных 128...512 байт;
mega AVR - МК для сложных приложений, требующих большого объема памяти (Flash ПЗУ до 128 Кбайт), ОЗУ до 4 Кбайт, производительностью до 6 MIPS.
Приведенная краткая аннотация семейств 8-разрядных МК является далеко не полной, 8-разрядные МК выпускают также фирмы «ST-Microelectronics» (семейства ST6, ST7 и ST9), «National Semiconductor» (семейство СОР8), «Zilog», NEC, «Mitsubishi», «Hitachi», «Toshiba», «Scenix» и др. Продукция этих фирм постепенно появляется на российском рынке, но пока не получила широкого распространения.
