Mikrocontroller-Speicherorganisation

I/O-Ports

Timer-Zähler

Unterbricht

Analog-Digital-Wandler

Kommunikationsschnittstellen

• USART universeller synchroner/asynchroner Transceiver

Videokurs zur Programmierung von STM32-Mikrocontrollern

Mikroprozessor ein softwaregesteuertes Gerät genannt, das die Verarbeitung durchführt digitale Informationen und deren Verwaltung. Der Mikroprozessor ist in Form einer großen (LSI) oder extragroßen (VLSI) integrierten Schaltung implementiert. Der Mikroprozessor fungiert als Prozessor in digitalen Systemen für verschiedene Zwecke.

Das Hauptmerkmal des Mikroprozessors ist die Fähigkeit, die Betriebslogik zu programmieren.

Mikrocontroller (MCU)- ein Mikrochip zur Kontrolle elektronische Geräte. Ein typischer Mikrocontroller kombiniert die Funktionen eines Prozessors und von Peripheriegeräten und kann RAM und ROM enthalten. Tatsächlich handelt es sich um einen Ein-Chip-Computer, der einfache Aufgaben ausführen kann. Die Verwendung eines einzelnen Chips, statt eines ganzen Satzes, wie es bei herkömmlichen Prozessoren der Fall ist persönliche Computer, reduziert die Größe, den Stromverbrauch und die Kosten von Geräten auf der Basis von Mikrocontrollern erheblich.

Mikroprozessorsystem (MPS) ist ein funktional fertiges Produkt, bestehend aus einem oder mehreren Geräten, hauptsächlich Mikroprozessor: Mikroprozessor und/oder Mikrocontroller.

Mikroprozessorgerät (MPU) ist ein funktional und strukturell vollständiges Produkt, das aus mehreren Mikroschaltkreisen besteht, die einen Mikroprozessor enthalten; Es wurde entwickelt, um eine bestimmte Reihe von Funktionen auszuführen: Empfangen, Verarbeiten, Übertragen, Umwandeln von Informationen und Verwalten.

Die Hauptvorteile von Mikroprozessorsystemen im Vergleich zu digitale Systeme auf harte Logik.

• Multifunktionalität: große Menge Funktionen können auf Basis eines einzigen Elements implementiert werden.
• Flexibilität: die Fähigkeit, das Mikroprozessorprogramm zu korrigieren und zu modifizieren, um verschiedene Betriebsmodi des Systems zu implementieren.
• Kompaktheit: Die Miniaturabmessungen von Mikroschaltungen und die Verringerung ihrer Anzahl im Vergleich zur Implementierung auf "harter Logik" ermöglichen es, die Abmessungen von Geräten zu reduzieren.
• Verbesserung der Störfestigkeit: Weniger Anschlussleiter erhöhen die Zuverlässigkeit der Geräte.
• Leistung: die Möglichkeit, höhere Betriebsfrequenzen und komplexere Infozu verwenden.
• Informationsschutz: Durch die Möglichkeit, das Mikroprozessorprogramm vor dem Lesen zu schützen, können Sie die Urheberrechte der Entwickler schützen.

Obwohl der Mikroprozessor ein universelles Werkzeug für die digitale Informationsverarbeitung ist, erfordern bestimmte Anwendungsbereiche jedoch die Implementierung bestimmter spezifischer Optionen für ihren Aufbau und ihre Architektur. Daher werden funktional zwei Klassen unterschieden: Mikroprozessoren allgemeiner Zweck und spezialisierte Mikroprozessoren. Unter den spezialisierten Mikroprozessoren sind die am weitesten verbreiteten Mikrocontroller, die Steuerfunktionen für verschiedene Objekte ausführen sollen, und digitale Signalprozessoren (DSP - Digital Signal Processor), die sich auf die Implementierung von Verfahren konzentrieren, die die notwendige Umwandlung von analogen in digitale Signale liefern bilden.

Eine unvollständige Liste von Peripheriegeräten, die auf Mikrocontrollern vorhanden sein können, umfasst:

• diverse I/O-Schnittstellen wie UART, I²C, SPI, CAN, USB, ETHERNET;
• Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler;
• Komparatoren;
• Pulsweitenmodulatoren;
• Timer-Zähler;
• Taktfrequenzgenerator;
• Anzeige- und Tastatursteuerungen;
• eingebettete Flash-Speicher-Arrays.

Die Idee, einen Mikroprozessor und Peripheriegeräte auf einem einzigen Chip zu platzieren, stammt von den Ingenieuren M. Kochren und G. Boon, Mitarbeitern von Texas Instruments. Der erste Mikrocontroller war der 4-Bit-TMS1000 von Texas Instruments, der RAM (32 Bytes), ROM (1 kB), Uhr und E / A-Unterstützung enthielt. Es wurde 1972 veröffentlicht und hatte für diese Zeit eine neue Funktion - das Hinzufügen neuer Anweisungen.

1976 (5 Jahre nach der Entwicklung des ersten Mikroprozessors) wurde der erste Intel-Mikrocontroller mit dem Namen 8048 geboren. Neben dem Zentralprozessor gab es 1 Kilobyte Programmspeicher, 64 Byte Datenspeicher und zwei Acht-Bit-Timer , ein Taktgenerator und 27 Leitungen auf dem Chip I/O-Ports. Mikrocontroller der 8048-Familie wurden in den Spielkonsolen Magnavox Odyssey, in den Tastaturen der ersten IBM-PCs und in einer Reihe anderer Geräte verwendet.

Heute sind unter den großen Herstellern von Mikrocontrollern Atmel, Microchip, ST Microelectronics, Texas Instruments, Freescale Semiconductor, NXP und andere zu nennen.

Mikroprozessorsystem(MPS) ist ein funktional fertiges Produkt, bestehend aus einem oder mehreren Geräten, hauptsächlich Mikroprozessor: Mikroprozessor oder Mikrocontroller.

Mikroprozessor(MP) ist ein softwaregesteuertes Gerät ("Prozessor"), das arithmetische, logische Operationen, den Prozess der digitalen Informationsverarbeitung und -steuerung, auf einer großen integrierten Schaltung (LSI) oder einem Satz mehrerer spezialisierter Mikroschaltungen durchführt.

Mikrocontroller(MK) ist eine Mikroschaltung zur Steuerung elektronischer Geräte. vereint die Funktionen eines Prozessors und verschiedener Peripheriegeräte auf einem Chip, enthält RAM oder ROM. Tatsächlich handelt es sich um einen Ein-Chip-Computer, der einfache Aufgaben ausführen kann.

Mikroprozessorgerät(MPU), ist ein funktional und strukturell vollständiges Produkt, das aus mehreren Mikroschaltkreisen besteht, die einen Mikroprozessor enthalten; Es wurde entwickelt, um eine bestimmte Reihe von Funktionen auszuführen: Empfangen, Verarbeiten, Übertragen, Umwandeln von Informationen und Verwalten.

Auf funktionaler Basis werden Mikroprozessoren in Allzweck-MPs und spezialisierte MPs unterteilt. Letztere werden in Mikrocontroller und digitale Signalprozessoren (DSP, engl. Digital Signal Processor – DSP) unterteilt. MCUs gibt es in 8-, 16- und 32-Bit, während DSPs in Festkomma (16- und 24-Bit) und Gleitkomma (32-Bit) erhältlich sind. Ein charakteristisches Merkmal der Struktur von Mikrocontrollern ist die Platzierung auf demselben Chip mit dem Zentralprozessor des internen Speichers und einer großen Anzahl von Peripheriegeräten.

die Architektur Prozessor ist ein Komplex aus Hardware und Software, der dem Benutzer zur Verfügung gestellt wird. Dieses allgemeine Konzept umfasst einen Satz von Registern, auf die Software zugegriffen werden kann, und ausführende (Betriebs-)Geräte, ein System grundlegender Befehle und Adressierungsverfahren, die Menge und Struktur des adressierbaren Speichers, Arten und Verfahren der Interrupt-Verarbeitung.

CISC- Die Architektur ist in vielen Arten von Mikroprozessoren implementiert, die einen großen Satz von Multiformat-Befehlen unter Verwendung zahlreicher Adressierungsverfahren ausführen. RISIKO– Die Architektur zeichnet sich durch die Verwendung eines begrenzten Satzes von Befehlen mit festem Format aus. VLIW Diese Architektur erschien in den 1990er Jahren. Seine Besonderheit ist die Verwendung sehr langer Befehle (bis zu 128 Bit oder mehr), deren einzelne Felder Codes enthalten, die die Ausführung verschiedener Operationen sicherstellen.

Princeton-Architektur(Von Neumann), gekennzeichnet durch die Verwendung eines Common Arbeitsspeicher zum Speichern von Programmen, Daten sowie zum Organisieren eines Stacks. Um auf diesen Speicher zuzugreifen, wird ein gemeinsamer Systembus verwendet, über den sowohl Befehle als auch Daten in den Prozessor gelangen. Das Vorhandensein von gemeinsam genutztem Speicher ermöglicht es Ihnen, sein Volumen schnell neu zu verteilen, um individuelle Arrays von Befehlen, Daten und Stapelimplementierungen zu speichern, je nach den zu lösenden Aufgaben. Harvard- physische Trennung von Befehlsspeicher (Programme) und Datenspeicher. Die ursprüngliche Version verwendete auch einen separaten Stapel. Jeder Speicher ist über einen separaten Bus mit dem Prozessor verbunden, was es ermöglicht, den nächsten Befehl gleichzeitig mit dem Lesen und Schreiben von Daten während der Ausführung des aktuellen Befehls abzurufen und zu decodieren. höhere Leistung als bei Verwendung der Princeton-Architektur.

Programme gestalten. ein Programm wird entworfen, das die Anforderungen der Problemstellung erfüllt. Nachdem die Aufgabe als Ganzes festgelegt wurde, wird die Phase des Programmentwurfs durchgeführt, die traditionell mit der Erstellung eines Blockdiagramms des Programms verbunden ist. In der Phase der Programmentwicklung ist es jedoch nützlich, die folgenden Entwurfsmethoden anzuwenden:

Modulare Programmierung eine Methode genannt, bei der lange Programme in kürzere Programme (Module) unterteilt werden.

Top-Down-Programmierung wird eine Methode genannt, bei der die entwickelte Aufgabe in mehrere verallgemeinerte Aufgaben unterteilt wird, die dann weiter detailliert werden. Dieser Prozess wird von oben nach unten fortgesetzt, bis die resultierenden Teilaufgaben so formuliert sind, dass sie einfach auf einem Computer implementiert werden können. Strukturierte Programmierung wird eine Methode genannt, bei der Programme nach speziell entworfenen Regeln geschrieben werden (sie verwenden nur bestimmte Arten von Programmanweisungen) und jeder Block des Programms nur einen Eingang und einen Ausgang hat.

Guten Tag liebe Funkamateure!
Ich begrüße Sie auf der Website ""

Mikrocontroller

Mikrocontroller (Mikrocontrollereinheit, MCU) - Mikrochip zur Steuerung elektronischer Geräte(siehe Abb. 1a). Ein typischer Mikrocontroller kombiniert die Funktionen eines Prozessors und Peripheriegeräte, enthält RAM(Random Access Memory) oder Rom(Nur-Lese-Speicher). Im Wesentlichen ist es ein kleiner Computer, der bestimmte Aufgaben ausführen kann.

Verwendung in einem modernen Mikrocontroller "leistungsfähig" Rechengerät mit umfassenden Fähigkeiten, die auf einem einzigen Chip statt auf einem ganzen Satz aufgebaut sind, reduzieren die Größe, den Stromverbrauch und die Kosten der auf seiner Basis hergestellten Geräte erheblich. Mikrocontroller sind in fast jedem modernen elektronischen Gerät zu finden: Mobiltelefone, Foto- und Videokameras, Taschenrechner, Uhren, Fernseher, Mediaplayer, Computer, in Industrie-, Automobil-, Militärausrüstung und sogar in Wasserkochern.

Heute gibt es eine Vielzahl von Mikrocontrollern verschiedene Typen. Beliebt bei Entwicklern PiC-Mikrocontroller Mikrochip-Technologie und AVR und ARM Atmel Corporation. Damit der Mikrocontroller seine Aufgaben erfüllt, muss er mit einem speziellen Programm programmiert werden. Es wird normalerweise angehängt Schaltplan und ist in einer Datei mit der Erweiterung .hex enthalten. Häufiger wird dieses Programm als „Firmware“ (Firmware) bezeichnet. Für verschiedene Mikrocontroller wird unterschiedliche Firmware geschrieben. Jede Firmware enthält Maschinencodes, die für den Mikrocontroller verständlich sind. Aber es ist für eine Person schwierig, sich an die Entsprechung von Steuerbefehlen und Maschinencodes zu erinnern. Daher wird das Programm zunächst unter Verwendung einer Sprache geschriebenProgrammierung (Assembler, C) und dann mit einem Übersetzungsprogramm in Steuerungsmaschinencodes übersetzt.

Es gibt auch eine spezielle Software zum Schreiben von Programmen. Um beispielsweise AVR-Firmware zu entwickeln, wird häufiger WinAVR verwendet, das alles hat notwendige Werkzeuge: Compiler (für die Sprachen C und C++), Programmierer, Debugger, Editor und mehr. WinAVR wird weltweit von Amateuren und Profis gleichermaßen verwendet. Um Firmware für PIC-Mikrocontroller zu erstellen, können Sie CCS PCWHD (PIC C Compiler) verwenden - einen Compiler der Sprache C. Genau wie die vorherige Software enthält sie alles, was Sie zum Programmieren von Mikrocontrollern benötigen.
Um den Mikrocontroller zu „flashen“, wird ein Programmer benötigt (siehe Abb. 16) . Es ist ein Software- und Hardwarekomplex, der direkt aus einem Gerät besteht, das den Mikrocontroller mit einem Computer verbindet, und einem Programm, das dieses Gerät steuert. Der Programmierer gibt das für den Mikrocontroller vorbereitete Programm in seinen Speicher ein. Der Programmierer kann gekauft oder selbst zusammengebaut werden.

Es gibt separate Programmierer für verschiedene Arten Mikrocontroller sowie universelle, die die meisten dieser Mikroschaltungen flashen können. Einer der Nachteile der neuesten Programmierer ist der hohe Preis.

Mikrocontroller- Dies ist eine spezielle Mikroschaltung, die zur Steuerung verschiedener elektronischer Geräte entwickelt wurde. Mikrocontroller erschienen erstmals im selben Jahr wie Allzweck-Mikroprozessoren (1971). Die Entwickler von Mikrocontrollern hatten eine geniale Idee – Prozessor, Speicher, ROM und Peripheriegeräte in einem Gehäuse zu vereinen, das wie eine normale Mikroschaltung aussieht. Seitdem übersteigt die Produktion von Mikrocontrollern jährlich die Produktion von Prozessoren um ein Vielfaches, und die Nachfrage nach ihnen hat nicht abgenommen.

Dutzende von Unternehmen stellen Mikrocontroller her, und es werden nicht nur moderne 32-Bit-Mikrocontroller hergestellt, sondern auch 16- und sogar 8-Bit-Mikrocontroller (wie i8051 und Analoga). Innerhalb jeder Familie finden Sie oft fast die gleichen Modelle, die sich in CPU-Geschwindigkeit und Speichergröße unterscheiden.

Tatsache ist, dass Mikrocontroller hauptsächlich in eingebetteten Systemen, in Spielzeugen, in Werkzeugmaschinen, in Massenhaushaltsgeräten, in der Hausautomation verwendet werden – wo nicht Prozessorleistung benötigt wird, sondern ein Gleichgewicht zwischen Preis und ausreichender Funktionalität.

Deshalb sind immer noch die ältesten Arten von Mikrocontrollern im Einsatz – die können viel: vom automatischen Öffnen von Türen über das Einschalten der Rasenbewässerung bis hin zur Einbindung in das System“ vernetztes Haus". Gleichzeitig gibt es leistungsfähigere Mikrocontroller, die Hunderte von Millionen Operationen pro Sekunde ausführen können und mit Peripheriegeräten "bis an die Zähne" verbunden sind. Sie haben entsprechende Aufgaben. Der Entwickler bewertet also zunächst die Aufgabenstellung und wählt erst dann die passende Hardware dafür aus.

Bis heute gibt es mehr als 200 Modifikationen von Mikrocontrollern, die mit dem i8051 kompatibel sind und von zwei Dutzend Unternehmen hergestellt werden, sowie eine große Anzahl von Mikrocontrollern anderer Typen. Beliebt bei Entwicklern sind 8-Bit PIC-Mikrocontroller Microchip Technology und Atmel AVR, TI 16-Bit MSP430 und 32-Bit Mikrocontroller, ARM-Architekturen, das von ARM Limited entwickelt und an andere Unternehmen für deren Produktion lizenziert wird.

Der Mikrocontroller zeichnet sich durch eine Vielzahl von Parametern aus, da er sowohl ein komplexes programmgesteuertes Gerät als auch ein elektronisches Gerät (Mikroschaltung) ist. Das Präfix "micro" im Namen des Mikrocontrollers bedeutet, dass er mit mikroelektronischer Technologie ausgeführt wird.

Während des Betriebs liest der Mikrocontroller Befehle aus dem Speicher oder Eingangsport und führt sie aus. Was jeder Befehl bedeutet, wird durch das Befehlssystem des Mikrocontrollers bestimmt. Das Befehlssystem ist in die Architektur des Mikrocontrollers eingebettet, und die Ausführung des Befehlscodes drückt sich in der Ausführung bestimmter Mikrooperationen durch die internen Elemente der Mikroschaltung aus.

Mikrocontroller ermöglichen eine flexible Steuerung verschiedener elektronischer und elektrischer Geräte. Einige Modelle von Mikrocontrollern sind so leistungsfähig, dass sie Relais direkt schalten können (z. B. an Christbaumgirlanden).

Mikrocontroller arbeiten in der Regel nicht alleine, sondern sind in eine Schaltung eingelötet, in der zusätzlich Bildschirme, Tastatureingaben, verschiedene Sensoren usw.

Software für Mikrocontroller kann die Aufmerksamkeit derjenigen auf sich ziehen, die es lieben, "Bits zu jagen", da der Speicher in Mikrocontrollern normalerweise 2 bis 128 KB beträgt. Wenn weniger, dann muss man in Assembler oder Forte schreiben, wenn möglich, dann spezielle Versionen von BASIC, Pascal, aber meistens C verwenden. Vor der endgültigen Programmierung des Mikrocontrollers wird dieser in Emulatoren – Software oder Hardware – getestet.

Ein Mikrocontroller ist kein Prozessor mehr, aber auch kein Computer.

Die zentrale Verarbeitungseinheit in jedem Computer ist der Hauptcomputer. Obwohl der Computer nicht ausschließlich für Rechenlast ausgelegt ist, ist der Prozessor das Hauptelement darin. Aber nicht nur der Computer hat einen Prozessor.

Wenn Sie darüber nachdenken und genau hinschauen, können Sie feststellen, dass Prozessoren in den meisten Haushaltsgeräten verwendet werden. Nur werden hier nicht solche Prozessoren wie in einem Computer verwendet, sondern Mikroprozessoren und sogar Mikrocontroller.

Was ist also ein Mikrocontroller und wie unterscheidet er sich vom eigentlichen Prozessor oder sind sie völlig anders? elektronische Bauteile?

Große integrierte Schaltungen oder Schaltungen mit hohem Integrationsgrad sind Prozessoren. Mikroprozessoren sind im Wesentlichen die gleichen Prozessoren, aber aufgrund des Präfixes „Mikro“ wird ihr Wesen bestimmt, dass sie kleiner sind als ihre „großen“ Gegenstücke. In seiner historischen Zeit konnte ein Prozessor mit seiner Größe mehr als einen Raum einnehmen;

Der Prozessor ist kleiner und verpackt, nimmt weniger Platz ein und kann in einem kompakteren Produkt untergebracht werden, das ist der Mikroprozessor. Aber der Prozessor selbst kann nicht viel tun, außer Daten zwischen Registern zu senden und einige arithmetische und logische Operationen an ihnen auszuführen.

Damit der Mikroprozessor Daten an den Speicher senden kann, muss derselbe Speicher entweder auf dem Chip selbst vorhanden sein, auf dem sich das Prozessorelement selbst befindet, oder mit einem externen RAM verbunden sein, das in Form eines separaten Chips oder Moduls hergestellt ist.

Neben dem Speicher muss der Prozessor mit interagieren Externe Geräte- Peripherie. Welchen Nutzen kann man sonst von der Arbeit des Prozessors erwarten, der Daten mischt und hin- und herbewegt. Bedeutung tritt auf, wenn der Prozessor mit E/A-Geräten interagiert. Bei einem Computer sind dies eine Tastatur, ein Mausmanipulator und Anzeigegeräte wie ein Display, gegebenenfalls ein Drucker und beispielsweise ein Scanner, wiederum zur Eingabe von Informationen.

Um E/A-Geräte zu steuern, sind geeignete Pufferschaltungen und -elemente unverzichtbar. Basierend darauf wird die Schnittstelle sogenannte Hardware implementiert. Verfahren zur Interaktion mit Schnittstellenelementen legen das Vorhandensein von I/O-Port-Schaltungen, Adressdecodern und Bustreibern mit Pufferschaltungen nahe, um die Ladekapazität des Mikroprozessors zu erhöhen.

Die Integration des Prozessors mit allen notwendigen zusätzlichen Elementen, um dieses Produkt in eine Art Gesamtkonstrukt zu gießen, führt zur Bildung eines Mikrocontrollers. Ein Mikroschaltkreis oder Mikrocontroller-Chip implementiert einen Prozessor und Schnittstellenschaltkreise auf einem einzigen Chip.

Ein autarker Chip, der fast alles enthält, was zum Bau eines fertigen Produkts ausreicht, und ein Beispiel für einen typischen Mikrocontroller ist. Handgelenk zum Beispiel Digitaluhr oder ein Wecker hat einen Mikrocontroller im Inneren, der alle Funktionen eines solchen Geräts implementiert. Getrennt Peripheriegeräte direkt mit den Zweigen der Mikrocontroller-Mikroschaltung verbunden sind, oder zusätzliche Elemente oder Mikroschaltungen mit einem kleinen oder mittleren Integrationsgrad zusammen verwendet werden.

Mikrocontroller werden häufig in Produkten verwendet, die das gesamte System vollständig in einem Miniaturchip enthalten, der oft als Mikrobaugruppe bezeichnet wird. Beispielsweise enthält eine "Chip"-Kreditkarte einen Mikrocontroller in einer Kunststoffbasis. Das Intercom-Tablet enthält auch einen Mikrocontroller im Inneren. Und die Anwendungsfälle und Anwendungen von Mikrocontrollern sind so umfangreich moderne Welt dass es einfach ist, das Vorhandensein eines Controllers in jedem mehr oder weniger intelligenten Gerät zu erkennen, vom Kinderspielzeug bis zum drahtlosen Mobiltelefon-Headset.

Mikrocontroller- Dies ist eine spezielle Mikroschaltung, die zur Steuerung verschiedener elektronischer Geräte entwickelt wurde. Mikrocontroller erschienen erstmals im selben Jahr wie Allzweck-Mikroprozessoren (1971).

Die Entwickler von Mikrocontrollern hatten eine geniale Idee – Prozessor, Speicher, ROM und Peripheriegeräte in einem Gehäuse zu vereinen, das wie eine normale Mikroschaltung aussieht. Seitdem übersteigt die Produktion von Mikrocontrollern jährlich die Produktion von Prozessoren um ein Vielfaches, und die Nachfrage nach ihnen hat nicht abgenommen.

Dutzende von Unternehmen stellen Mikrocontroller her, und es werden nicht nur moderne 32-Bit-Mikrocontroller hergestellt, sondern auch 16- und sogar 8-Bit-Mikrocontroller (wie i8051 und Analoga). Innerhalb jeder Familie finden Sie oft fast die gleichen Modelle, die sich in CPU-Geschwindigkeit und Speichergröße unterscheiden.

Mikrocontroller arbeiten in der Regel nicht alleine, sondern werden in eine Schaltung eingelötet, an der zusätzlich Bildschirme, Tastatureingaben, verschiedene Sensoren usw. angeschlossen sind.

Software für Mikrocontroller kann die Aufmerksamkeit derjenigen auf sich ziehen, die es lieben, "Bits zu jagen", da der Speicher in Mikrocontrollern normalerweise 2 bis 128 KB beträgt. Wenn weniger, dann muss man in Assembler oder Forte schreiben, wenn möglich, dann spezielle Versionen von BASIC, Pascal, aber meistens C verwenden. Vor der endgültigen Programmierung des Mikrocontrollers wird dieser in Emulatoren – Software oder Hardware – getestet.

Hier stellt sich vielleicht die Frage: Der Mikroprozessor und der Mikrocontroller sind eben anderer Name das gleiche Gerät, oder sind das noch unterschiedliche Dinge?

Der Mikroprozessor ist die zentrale Einheit jedes Computers, der mit integrierter Technologie hergestellt wird. Schon der Name deutet darauf hin, dass in ihm Rechenprozesse stattfinden. Um einen Computer daraus zu machen, auch wenn er nicht sehr modern und leistungsstark ist (man erinnere sich an die Amateurdesigns von Radio-86 oder Sinclair), muss er mit externen Geräten ergänzt werden. Zuallererst sind es RAM und Eingabe- / Ausgabeports.

Der Mikrocontroller hat einen Prozessor, RAM, Programmspeicher und darüber hinaus eine ganze Reihe von Peripheriegeräten, die den Prozessor zu einem voll funktionsfähigen Computer machen. Nach der alten Terminologie der Sowjetzeit wurden solche Geräte Einkristall-Mikrocomputer genannt. Aber die sowjetische Computertechnologie ist, wie Sie wissen, in eine Sackgasse geraten, und damit auch das OMEVM.

Ausländische Computertechnologie stand jedoch nicht still, so dass OMEC als Controller bezeichnet wurde (aus dem Englischen. Control - manage, control). Tatsächlich erwiesen sich die Controller als sehr geeignet, um verschiedene Geräte zu steuern, auch nicht sehr komplexe.

Ein Mikrocontroller ist kein Prozessor mehr, aber auch kein Computer.

Die zentrale Verarbeitungseinheit in jedem Computer ist der Hauptcomputer. Obwohl der Computer nicht ausschließlich für Rechenlast ausgelegt ist, ist der Prozessor das Hauptelement darin. Aber nicht nur der Computer hat einen Prozessor.

Wenn Sie darüber nachdenken und genau hinschauen, können Sie feststellen, dass Prozessoren in den meisten Haushaltsgeräten verwendet werden. Nur werden hier nicht solche Prozessoren wie in einem Computer verwendet, sondern Mikroprozessoren und sogar Mikrocontroller.

Was ist also ein Mikrocontroller und wie unterscheidet er sich vom eigentlichen Prozessor oder handelt es sich um völlig unterschiedliche elektronische Komponenten?

Große integrierte Schaltungen oder Schaltungen mit hohem Integrationsgrad sind Prozessoren. Mikroprozessoren sind im Wesentlichen die gleichen Prozessoren, aber aufgrund des Präfixes „Mikro“ wird ihr Wesen bestimmt, dass sie kleiner sind als ihre „großen“ Gegenstücke. In seiner historischen Zeit konnte ein Prozessor mit seiner Größe mehr als einen Raum einnehmen;

Der Prozessor ist kleiner und verpackt, nimmt weniger Platz ein und kann in einem kompakteren Produkt untergebracht werden, das ist der Mikroprozessor. Aber der Prozessor selbst kann nicht viel tun, außer Daten zwischen Registern zu senden und einige arithmetische und logische Operationen an ihnen auszuführen.

Damit der Mikroprozessor Daten an den Speicher senden kann, muss derselbe Speicher entweder auf dem Chip selbst vorhanden sein, auf dem sich das Prozessorelement selbst befindet, oder mit einem externen RAM verbunden sein, das in Form eines separaten Chips oder Moduls hergestellt ist.

Zusätzlich zum Speicher muss der Prozessor mit externen Geräten - Peripheriegeräten - interagieren. Welchen Nutzen kann man sonst von der Arbeit des Prozessors erwarten, der Daten mischt und hin- und herbewegt. Bedeutung tritt auf, wenn der Prozessor mit E/A-Geräten interagiert. Bei einem Computer sind dies eine Tastatur, ein Mausmanipulator und Anzeigegeräte wie ein Display, gegebenenfalls ein Drucker und beispielsweise ein Scanner, wiederum zur Eingabe von Informationen.

Um E/A-Geräte zu steuern, sind geeignete Pufferschaltungen und -elemente unverzichtbar. Basierend darauf wird die Schnittstelle sogenannte Hardware implementiert. Verfahren zur Interaktion mit Schnittstellenelementen legen das Vorhandensein von I/O-Port-Schaltungen, Adressdecodern und Bustreibern mit Pufferschaltungen nahe, um die Ladekapazität des Mikroprozessors zu erhöhen.

Die Integration des Prozessors mit allen notwendigen zusätzlichen Elementen, um dieses Produkt in eine Art Gesamtkonstrukt zu gießen, führt zur Bildung eines Mikrocontrollers. Ein Mikroschaltkreis oder Mikrocontroller-Chip implementiert einen Prozessor und Schnittstellenschaltkreise auf einem einzigen Chip.

Ein autarker Chip, der fast alles enthält, was zum Bau eines fertigen Produkts ausreicht, und ein Beispiel für einen typischen Mikrocontroller ist. Beispielsweise enthält eine elektronische Armbanduhr oder ein Wecker einen Mikrocontroller, der alle Funktionen eines solchen Geräts implementiert. Separate Peripheriegeräte werden direkt mit den Pins des Mikrocontroller-Chips verbunden, oder zusätzliche Elemente oder Mikroschaltungen mit einem kleinen oder mittleren Integrationsgrad werden zusammen verwendet.

Mikrocontroller werden häufig in Produkten verwendet, die das gesamte System vollständig in einem Miniaturchip enthalten, der oft als Mikrobaugruppe bezeichnet wird. Beispielsweise enthält eine "Chip"-Kreditkarte einen Mikrocontroller in einer Kunststoffbasis. enthält auch einen Mikrocontroller im Inneren. Und Beispiele für die Verwendung und Anwendung von Mikrocontrollern sind in der modernen Welt so umfangreich, dass es leicht ist, das Vorhandensein eines Controllers in jedem mehr oder weniger intelligenten Gerät zu erkennen, von einem Kinderspielzeug bis zu einem drahtlosen Mobiltelefon-Headset.

Siehe auch auf unserer Website:

Siehe auch zu diesem Thema Schulungsvideokurse von Maxim Selivanov:

Kur für diejenigen, die bereits mit den Grundlagen der Elektronik und Programmierung vertraut sind, die die grundlegenden elektronischen Komponenten kennen, sammelt einfache Schaltungen Sie weiß, wie man einen Lötkolben hält und möchte auf eine Qualität umsteigen Neues level, verschiebt diesen Übergang jedoch ständig aufgrund von Schwierigkeiten, neues Material zu beherrschen.

Der Kurs ist auch toll für diejenigen, die erst kürzlich ihre ersten Versuche unternommen haben, Mikrocontroller-Programmierung zu lernen, aber bereits bereit sind, alles aufzugeben, weil nichts für sie funktioniert oder funktioniert, aber nicht so, wie sie es brauchen (vertraut?!).

Der Kurs wird auch für diejenigen nützlich sein, die bereits einfache (oder vielleicht nicht sehr) Schaltungen auf Mikrocontrollern zusammenbauen, aber nicht verstehen, wie der Mikrocontroller funktioniert und wie er mit externen Geräten interagiert.

Der Kurs widmet sich dem Unterrichten der Programmierung von Mikrocontrollern in der Sprache C. Unterscheidungsmerkmal Kurs - Lernen der Sprache auf einer sehr tiefen Ebene. Die Schulung erfolgt am Beispiel von AVR Mikrocontrollern. Aber im Prinzip ist es auch für diejenigen geeignet, die andere Mikrocontroller verwenden.

Der Kurs richtet sich an den vorbereiteten Zuhörer. Das heißt, der Kurs deckt nicht die grundlegenden Grundlagen der Informatik und Elektronik und Mikrocontroller ab. Um den Kurs zu meistern, benötigen Sie jedoch minimale Kenntnisse in der Programmierung von AVR-Mikrocontrollern in einer beliebigen Sprache. Elektronikkenntnisse sind wünschenswert, aber nicht erforderlich.

Der Kurs ist ideal für diejenigen, die gerade mit dem Erlernen des Programmierens begonnen haben. AVR-Mikrocontroller in C und möchte seine Kenntnisse vertiefen. Gut geeignet für diejenigen, die sich ein wenig mit der Programmierung von Mikrocontrollern in anderen Sprachen auskennen. Und es ist auch für normale Programmierer geeignet, die ihre Kenntnisse in der Sprache C vertiefen möchten.

Dieser Kurs ist für diejenigen, die sich in ihrer Entwicklung nicht auf einfache oder vorgefertigte Beispiele beschränken wollen. Der Kurs ist perfekt für diejenigen, die sich für die Entwicklung interessanter Geräte interessieren und deren Funktionsweise vollständig verstehen. Der Kurs ist gut geeignet für diejenigen, die bereits mit der Programmierung von Mikrocontrollern in der Sprache C vertraut sind, und für diejenigen, die sie schon lange programmieren.

Das Kursmaterial konzentriert sich hauptsächlich auf die Praxis der Anwendung. Folgende Themen werden behandelt: RFID, Audiowiedergabe, drahtlose Kommunikation, Arbeiten mit Farb-TFT-Displays, Berührungssensitiver Bildschirm, Arbeit mit Datei FAT-System SD-Karten.