Разделы сайта

Структура микроконтроллера

Микроконтроллеры являются сердцем многих современных устройств и приборов, в том числе и бытовых. Самой главной особенностью микроконтроллеров, с точки зрения конструктора-проектировщика, является то, что с их помощью легче и зачастую гораздо дешевле реализовать различные схемы.

На рис. 1.1 изображена структурная схема типичного современного микроконтроллера.

Рис. 1.1 Структура микроконтроллера

Из рисунка видно, что микроконтроллер может управлять различными устройствами и принимать от них данные при минимуме дополнительных узлов, так как большое число периферийных схем уже имеется непосредственно на кристалле микроконтроллера. Это позволяет уменьшить размеры конструкции и снизить потребление энергии от источника питания.

Для сравнения: при использовании традиционных микропроцессоров приходится все необходимые схемы сопряжения с другими устройствами реализовывать на дополнительных компонентах, что увеличивает массу, размеры и потребление электроэнергии.

Давайте рассмотрим типичные схемы, присутствующие в микроконтроллерах.

. Центральное процессорное устройство (ЦПУ) - сердце микроконтроллера. Оно принимает из памяти программ коды команд, декодирует их и выполняет. ЦПУ состоит из регистров, арифметико-логического устройства (АЛУ) и цепей управления.

. Память программ. Здесь хранятся коды команд, последовательность которых формирует программу для микроконтроллера.

. Оперативная память данных. Здесь хранятся переменные программ. У большинства микроконтроллеров здесь расположен также стек.

. Тактовый генератор. Этот генератор определяет скорость работы микроконтроллера.

. Цепь сброса. Эта цепь служит для правильного запуска микроконтроллера.

. Последовательный порт - очень полезный элемент микроконтроллера. Он позволяет обмениваться данными с внешними устройствами при малом количестве проводов.

. Цифровые линии ввода/вывода. По сравнению с последовательным портом с помощью этих линий возможно управлять одновременно несколькими линиями (или проверять несколько линий).

. Таймер. Используется для отсчета временных интервалов.

. Сторожевой таймер. Это специальный таймер, предназначенный для предотвращения сбоев программы. Он работает следующим образом: после запуска он начинает отсчет заданного временного интервала. Если программа не перезапустит его до истечения этого интервала времени, сторожевой таймер перезапустит микроконтроллер. Таким образом, программа должна давать сторожевому таймеру сигнал - все в порядке. Если она этого не сделала, значит, по какой-либо причине произошел сбой.

Самое читаемое:

Задачи исследования защищённости информации от утечки по каналу ПЭМИН
Электромагнитные поля, возникающие как побочный продукт работы устройств обработки информации, и вызываемые этими полями наведенные напряжения называют побочными электромагнитными излучениями и наводками (ПЭМИН). Задача анализа опасности ПЭМИН с позиций возможности утечки информации является весьма сложной и трудоемкой. Для е ...