13. Узагальнена функціональна схема мікроконтролера керування електронним пристроєм

ТОЖЕ ЧТО 8

14. Програмне забезпечення мікропроцесорних систем

Програмне забезпечення мікропроцесорної системи призначено для керування мікропроцесорною системою, виконання прикладних функцій обробки інформації і керування, покладених на систему, тестування системи. При проектуванні ПЗ використовують принцип модульності, відповідно до якого ПЗ розбивається на сукупність взаємозалежних модулів, кожний з який виконує окрему функцію. Принцип модульності забезпечує розпаралелювання процесу проектування ПЗ, можливість використання раніше розроблених (бібліотечних) програм, простоту модифікації й експлуатації програм.

При проектуванні ПЗ вирішують задачі розбивки ПЗ на модулі і розробки інтерфейсів міжмодульних зв'язків; розробки окремих модулів з використанням принципів структурного програмування. При виділенні програмних модулів необхідно виходити з функціональної закінченості і рівномірного розподілу функціонального навантаження модулів; застосовувати стандартні модулі (драйвери, системні користувальницькі бібліотеки, фонди алгоритмів і програм і т.п.), забезпечити простоту інтерфейсів модулів і стандартизацію структур модулів і їх інтерфейсів. Зазвичай використовують ієрархічну структуру модулів, у якій виділяють один основний чи головний модуль і ряд підлеглих модулів.

Основний модуль виконує функції початкової установки мікропроцесорної системи, керує послідовністю виконуваних функцій, може виконувати деякі функції мікропроцесорної системи. Він реалізується як основна чи головна програма. Підлеглі модулі виконують окремі функції обробки інформації і керування, покладені на мікропроцесорну систему, не реалізовані в головному модулі, арифметичні операції, не реалізовані в процесорі, обчислення стандартних функцій і т.д. Підлеглі модулі реалізуються у формі підпрограм. Модулі взаємодіють між собою як викликаючий і викликуваний за допомогою засобів міжмодульного інтерфейсу. Інтерфейс між модулями забезпечує передачу керування і даних від модуля до модуля. Передача керування виконується в програмі командами виклику підпрограми у викликаючих модулях або по зовнішнім сигналам переривання і командами повернення з підпрограми у викликуваних модулях.

Структура програмного модуля має вигляд:

ПОЧАТОК МОДУЛЯ

Опис модуля

Опис даних

Визначення позначень змінних і констант

Опис розташування даних у ЗП

Опис програми

Початок програми

Пролог програми (модуля)

Тіло програми (модуля)

Епілог програми (модуля)

Кінець програми

КІНЕЦЬ МОДУЛЯ

15. Мікропроцесорні контролери для промислового обладнання

Основною особливістю сучасного етапу розвитку мікропроцесорних систем (МПС) є завершення переходу від систем, виконаних на основі декількох великих ІС, до однокристальних мікроконтролерів (МК), які поєднують в одному кристалі всі основні елементи МШС: центральний процесор (ЦП), постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП), оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП), порти вводу/виводи, таймери.

В даний час промисловістю випускається цілий ряд типів МК. Усі ці прилади можна умовно поділити на три основних класи:

- 8-розрядні МК для вбудовуваних задач;

- 16- і 32-розрядні МК;

- цифрові сигнальні процесори (DSP).

Найрозповсюдженішим представником сімейства МК є 8-розрядні прилади, які широко застосовуються в промисловості, побутовій і комп'ютерній техніці. Вони пройшли у своєму розвитку шлях від найпростіших приладів з відносно слаборозвиненою периферією до сучасних багатофункціональних контролерів, що забезпечують реалізацію складних алгоритмів управління в реальному масштабі часу. Причиною життєздатності 8-розрядних МК є використання їх для управління реальними об'єктами, де застосовуються, в основному, алгоритми з перевагою логічних операцій, швидкість обробки яких практично не залежить від розрядності процесора.

Зростанню популярності 8-розрядних МК сприяє постійне розширення номенклатури виробів, що випускаються такими відомими фірмами, як Motorola, Microchip, Intel, Zilog, Atmel і багатьма іншими. Сучасні 8-розрядні МК володіють, як правило, кількома відмітними ознаками. Перелічимо основні з них:

модульна організація, при якій на базі одного процесорного ядра (центрального процесора) проектується ряд (лінійка) МК, що відрізняються об'ємом і типом пам'яті програм, об'ємом пам'яті даних, набором периферійних модулів, частотою синхронізації;

використання закритої архітектури МК, що характеризується відсутністю ліній магістралей адреси і даних на виводах корпуса МК. Таким чином, МК - це закінчена система обробки даних, нарощування можливостей якої з використанням паралельних магістралей адреси і даних не передбачається;

використання типових функціональних периферійних модулів (таймери, процесори подій, контролери послідовних інтерфейсів, аналого-цифрові перетворювачі й ін.), які мають незначні відмінності в алгоритмах роботи в МК різних виробників;

розширення кількості режимів роботи периферійних модулів, які задаються в процесі ініціалізації регістрів спеціальних функцій МК.