NUC975DK61Y – Integrated Circuits, Naka-embed, Microcontrollers – NUVOTON Technology Corporation

1 Depinisyon ng Microcontroller

Dahil ang microcontroller ay ang arithmetic logic unit, memory, timer/calculator, at iba't ibang / O circuits, atbp. na isinama sa isang chip, na bumubuo ng isang basic complete computing system, ito ay kilala rin bilang single-chip microcomputer.

Ang programa sa memorya ng microcontroller na ginamit malapit sa microcontroller hardware at peripheral hardware circuits, ay nakikilala mula sa software ng PC, at tinatawag na microcontroller program bilang firmware.Sa pangkalahatan, ang microprocessor ay isang CPU sa isang integrated circuit, habang ang microcontroller ay isang CPU, ROM, RAM, VO, timer, atbp. lahat sa isang integrated circuit.Kung ikukumpara sa CPU, ang microcontroller ay walang napakalakas na kapangyarihan sa pag-compute, at wala rin itong MemoryManaaement Unit, na ginagawang ang microcontroller ay maaari lamang humawak ng ilang medyo solong at simpleng kontrol, lohika, at iba pang mga gawain, at malawak itong ginagamit sa pagkontrol ng kagamitan, pagpoproseso ng signal ng sensor. at iba pang larangan, gaya ng ilang kagamitan sa bahay, kagamitang pang-industriya, mga tool sa kuryente, atbp.

2 Ang komposisyon ng microcontroller

Ang microcontroller ay binubuo ng ilang bahagi: central processor, memory, at input/output:

-Central processor:

Ang gitnang processor ay ang pangunahing bahagi ng MCU, kabilang ang dalawang pangunahing bahagi ng operator at controller.

-Operator

Ang operator ay binubuo ng arithmetic & logical unit (ALU), accumulator at registers, atbp. Ang tungkulin ng ALU ay magsagawa ng arithmetic o logical operations sa papasok na data.Ang ALU ay may kakayahang magdagdag, magbawas, magtugma, o maghambing ng laki ng dalawang data na ito, at sa wakas ay iimbak ang resulta sa accumulator.

Ang operator ay may dalawang function:

(1) Upang magsagawa ng iba't ibang mga operasyon sa aritmetika.

(2) Upang magsagawa ng iba't ibang lohikal na operasyon at magsagawa ng mga lohikal na pagsubok, tulad ng zero value test o paghahambing ng dalawang value.

Ang lahat ng mga operasyong ginagawa ng operator ay idinidirekta ng mga control signal mula sa controller, at, habang ang isang arithmetic operation ay gumagawa ng isang arithmetic na resulta, ang isang lohikal na operasyon ay gumagawa ng isang hatol.

-Controller

Ang controller ay binubuo ng program counter, instruction register, instruction decoder, timing generator at operation controller, atbp. Ito ang "decision-making body" na nag-isyu ng mga command, ibig sabihin, mga coordinate at nagdidirekta sa pagpapatakbo ng buong microcomputer system.Ang mga pangunahing pag-andar nito ay:

(1) Upang kunin ang isang pagtuturo mula sa memorya at ipahiwatig ang lokasyon ng susunod na pagtuturo sa memorya.

(2) Upang i-decode at subukan ang pagtuturo at bumuo ng kaukulang signal ng kontrol ng operasyon upang mapadali ang pagpapatupad ng tinukoy na aksyon.

(3) Dinidirekta at kinokontrol ang direksyon ng daloy ng data sa pagitan ng CPU, memory, at input at output device.

Ikinokonekta ng microprocessor ang ALU, mga counter, register at control section sa pamamagitan ng internal bus, at kumokonekta sa external memory at input/output interface circuits sa pamamagitan ng external bus.Ang panlabas na bus, na tinatawag ding system bus, ay nahahati sa data bus DB, address bus AB at control bus CB, at konektado sa iba't ibang peripheral device sa pamamagitan ng input/output interface circuit.

-Memorya

Ang memorya ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: memorya ng data at memorya ng programa.

Ang memorya ng data ay ginagamit upang i-save ang data at ang imbakan ng programa ay ginagamit upang mag-imbak ng mga programa at parameter.

-Input/Output -Pag-uugnay o pagmamaneho ng iba't ibang device

Mga serial communication port-exchange data sa pagitan ng MCU at iba't ibang peripheral, gaya ng UART, SPI, 12C, atbp.

3 Pag-uuri ng microcontroller

Sa mga tuntunin ng bilang ng mga bit, ang mga microcontroller ay maaaring uriin sa: 4-bit, 8-bit, 16-bit, at 32-bit.Sa mga praktikal na aplikasyon, 55% ang 32-bit, 43% ang 8-bit, 2% ang 4-bit, at 1% ang 16-bit.

Makikita na ang 32-bit at 8-bit microcontrollers ay ang pinakamalawak na ginagamit na microcontrollers ngayon.
Ang pagkakaiba sa bilang ng mga bit ay hindi kumakatawan sa mabuti o masamang microprocessor, hindi kung mas mataas ang bilang ng mga bit, mas mahusay ang microprocessor, at hindi mas mababa ang bilang ng mga bit mas malala ang microprocessor.

Ang mga 8-bit na MCU ay maraming nalalaman;nag-aalok sila ng simpleng programming, kahusayan ng enerhiya at maliit na laki ng pakete (ang ilan ay may anim na pin lamang).Ngunit ang mga microcontroller na ito ay hindi karaniwang ginagamit para sa networking at mga function ng komunikasyon.

Ang pinakakaraniwang network protocol at communication software stack ay 16- o 32-bit.Available ang mga communication peripheral para sa ilang 8-bit na device, ngunit ang 16- at 32-bit na MCU ay kadalasang mas mahusay na pagpipilian.Gayunpaman, ang mga 8-bit na MCU ay karaniwang ginagamit para sa iba't ibang control, sensing, at mga application ng interface.

Sa arkitektura, ang mga microcontroller ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: RISC (Reduced Instruction Set Computers) at CISC (Complex Instruction Set Computers).

Ang RISC ay isang microprocessor na nagpapatupad ng mas kaunting uri ng mga tagubilin sa computer at nagmula noong 1980s gamit ang MIPS mainframe (ibig sabihin, RISC machine), at ang mga microprocessor na ginagamit sa RISC machine ay sama-samang tinatawag na RISC processor.Sa ganitong paraan, nagagawa nitong magsagawa ng mga operasyon sa mas mabilis na bilis (milyong higit pang mga tagubilin sa bawat segundo, o MIPS).Dahil ang mga computer ay nangangailangan ng karagdagang mga transistor at mga elemento ng circuit upang maisagawa ang bawat uri ng pagtuturo, ang mas malaki ang set ng pagtuturo ng computer ay ginagawang mas kumplikado ang microprocessor at nagpapatakbo ng mga operasyon nang mas mabagal.

Kasama sa CISC ang isang rich set ng microinstructions na nagpapasimple sa paglikha ng mga program na tumatakbo sa processor.Ang mga tagubilin ay binubuo ng wika ng pagpupulong, at ang ilang karaniwang mga function na orihinal na ipinatupad ng software ay ipinatupad sa halip ng sistema ng pagtuturo ng hardware.Sa gayon, ang gawain ng programmer ay lubhang nabawasan, at ang ilang mas mababang-order na mga operasyon o mga operasyon ay pinoproseso nang sabay-sabay sa bawat panahon ng pagtuturo upang mapataas ang bilis ng pagpapatupad ng computer, at ang sistemang ito ay tinatawag na kumplikadong sistema ng pagtuturo.

4 Buod

Ang isang malubhang hamon para sa mga inhinyero ng automotive electronics ngayon ay ang pagbuo ng isang murang halaga, walang problema, at kahit na sa kaganapan ng isang pagkabigo ay maaaring gumana ng mga automotive system, sa pagganap ng kotse ay unti-unting bumubuti sa sandaling ito, ang mga microcontroller ay inaasahang magpapahusay sa pagganap. ng mga automotive electronic control unit.