5460978355

Mikrokontrolery i mikrosystemy - Z' 3

I. Zagadnienia elementarne i ich treści obowiązujące do pierwszego kolokwium z części „Mikrokontrolery”:

1. Definicja mikrokontrolera (w skrócie: mk), dwie najważniejsze cechy jego jednostki centralnej.

Mk można zdefiniować następująco:

•    układ cyfrowy z wyspecjalizowanym mikroprocesorem i niezbędnymi do jego samodzielnej pracy urządzeniami zawartymi w jednym układzie scalonym (dzięki którym nie wymaga urządzeń zewnętrznych, takich jak np. kontrolery magistral, przerwań, generatory sygnałów taktujących mikroprocesor, itp.),

•    jest zdolny do autonomicznej pracy, tzn. w najprostszych zastosowaniach nie wymaga przyłączenia zewnętrznych układów pomocniczych (peryferyjnych),

•    został zaprojektowany do pracy w systemach kontrolno-pomiarowych oraz komunikacyjnych, stąd posiada rozbudowany system komunikacji z otoczeniem,

•    z reguły pracuje w czasie rzeczywistym.

Cechy jednostki centralnej:

•    szerokość szyny danych. Może być ona 8-bitowa, 16-bitowa lub 32-bitowa.

•    częstotliwość sygnału taktującego (zegarowego). Jej wartość powinna być jak najmniejsza, ponieważ pobór mocy przez mikrokontroler proporcjonalny jest do częstotliwości sygnału zegarowego, ale jednocześnie na tyle duża, aby zapewnić wymaganą minimalną prędkość przetwarzania danych przez jednostkę centralną.

2. Uszczegółowiona budowa mk oraz funkcje realizowane przez jego bloki.

•    Jednostka centralna (dokładniej zawarty w niej mikroprocesor) realizuje program zawarty w pamięci programu (typu FLASH).

•    Zmienne programu przechowywane są w pamięci danych SRAM.

•    Jednostka centralna jak i pozostałe wewnętrzne bloki mk są taktowane sygnałem zegarowym (clock), generowanym i rozprowadzanym przez system zegarowy. Częstotliwość sygnału zegarowego może być stabilizowana np. zewnętrznym oscylatorem kwarcowym.

•    W stan początkowy mk wprowadzany jest sygnałem RESET generowanym przez układ resetu.

•    Układy peryferyjne umożliwiają odczyt sygnałów wejściowych cyfrowych, jak i również analogowych (przetworniki A/C) oraz generację sygnałów wyjściowych stosowanych do sterowania układami mse. Komunikacja z otoczeniem mk odbywa się za pośrednictwem linii portów we/wy.