1. Микроконтроллеры

1. Базовая информация о микроконтроллерах

1. Сущность и назначение микроконтроллера. Семейства микроконтроллеров

1. Состав микроконтроллера

"Из всех типов ИС для нас

важнейшим является микроконтроллер"

Микроконтроллер (рис.) содержит в себе, на одном кристалле, все необходимые элементы компьютера: процессор, память, порты ввода-вывода, таймеры и т. д. Первый микроконтроллер, i8051, назывался микрокомпьютером. Термин "микроконтроллер" появился позже, по причине того, что эти устройства стали в основном применяться для управления какими-либо процессами и объектами. Память в микроконтроллере физически делится на память программ (ПЗУ) и данных (ПЗУ и ОЗУ), что является признаком Гарвардской архитектуры.

2. Назначение микроконтроллера

На основе микроконтроллера может быть создано любое электронное устройство.

Явно прослеживается следующая параллель. Микропроцессор — альтернатива жесткой логике, универсальное устройство для построения цифровых электронных устройств. Микроконтроллер — альтернатива жесткой электронике, универсальное устройство для построения и цифровых, и аналоговых электронных устройств. Электронные схемы с использованием микроконтроллеров являются более компактными, надежными, гибкими и универсальными. Микроконтроллер можно рассматривать как мост между микропроцессорной техникой и электроникой.

3. Cемейства микроконтроллеров

Наиболее популярными семействами микроконтроллеров в настоящее время являются:

• MCS-51;

• AVR компании ATMEL (серия AT90S);

• PIC компании Microchip;

• HC11 компании Motorola.

Микроконтроллеры семейства MCS-51 разработаны компанией Intel, но производятся различными компаниями: ATMEL (серия AT89), Philips (серия P89LPC).

В составе семейства MCS-51 выделяются линии (Product Line), первыми из которых являются:

• 8051 технологии n-MOS (отечественный аналог — серия КР1816);

• 80C51 технологии CMOS (отечественный аналог — серия КР1830).

Семейство MCS-51 появилось в начале восьмидесятых годов прошлого века. После него появилось множество более новых семейств, например, MCS-196 (отечественный аналог — 1874ВЕ36). Однако, семейство MCS-51 в настоящее время очень широко используется, поскольку для многих приложений его возможностей вполне достаточно, а программная и методологическая база этого семейства довольно велика.

2. Отправная точка. Микроконтроллерi8051

1. Основные характеристики микроконтроллераi8051

Базовой моделью семейства микроконтроллеров MCS-51 и основой для всех последующих модификаций является микроконтроллер i8051 (рис.). Его основные характеристики следующие:

• разрядность — 8;

• встроенный тактовый генератор;

• адресное пространство памяти программ — 64 К;

• адресное пространство памяти данных — 64 К;

• внутренняя память программ (ROM) — 4 К (существуют модификации с объемом ROM 0 (ROMless), 8К, 16К или 32К);

• внутренняя память данных — 128 байт;

• дополнительные возможности по выполнению операций булевой алгебры (побитовые операции);

• 32 двунаправленные и индивидуально адресуемые линии ввода/вывода (4 8-битных порта ввода-вывода);

• два 16-разрядных многофункциональных таймера/счетчика;

• полнодуплексный асинхронный приемопередатчик;

• векторная система прерываний с двумя уровнями приоритета и шестью источниками событий;

• 111 команд (64 одноцикловых).

При необходимости можно увеличить объем памяти установкой внешней памяти программ и данных.