Mikroprocesory i mikrokontrolery

Prezentacja na temat: "Mikroprocesory i mikrokontrolery"— Zapis prezentacji:

1 Mikroprocesory i mikrokontrolery

2 Mikroprocesor – mikrokontroler
jednoukładowy Realizuje proste operacje arytmetyczne i logiczne zgodnie z programem działania. Służy do sterowania działaniem urządzeń technicznych. Ciąg prostych operacji może zapewnić stosunkowo skomplikowane sterowanie. Małe rozmiary, niska cena i łatwość narzucenia programu działania powodują zastosowanie zarówno w urządzeniach wyspecjalizowanych (np.sterowanie silnikiem spalinowym lub telefonem komórkowym) jak i w urządzeniach jednostkowych, a nawet prototypowych.

3 Mikroprocesor-mikrokontroler
Magistrala sterująca CPU RAM ROM We/Wy Magistrala adresowa Magistrala danych We Wy ALU – jednostka arytmetyczno-logiczna DBF, ABF -bufory danych i adresów Acc – akumulator CU – jednostka sterująca Rejestry (stos, licznik rozkazów...)

4 Pamięci ROM –(Remmember Only Memmory) pamięć „stała”, „nieulotna”. Służy do przechowywania programu. Nie jest kasowana po wyłączeniu zasilania. Występuje w mikrokontrolerach specjalizowanych PROM –(Programmable ROM). Można jednorazowo wpisać do niej program EPROM –(Earasable PROM). Można wielokrotnie wpisać do niej program. Stary zapis wymazuje się naświetlaniem UV. EEPROM –(Electrically EPROM). Można wielokrotnie wpisać do niej program. Stary zapis wymazuje się elektronicznie. RAM –(Random Acsess Memory) „ulotna”, wielokrotnego zapisu. Kasowana po wyłączeniu zasilania. Może być „dynamiczna” –wówczas wymaga „odświeżania”. Flash –Pamięć wielokrotnego zapisu nie kasowana po wyłączeniu zasilania. Procedura wpisu i odczytu bardziej skomplikowana.

5 UKŁAD STERU-JĄCY UKŁAD OPERACYJNY

6 Cykle rozkazowe są wykonywane w zasadzie kolejno, jeden po drugim.
Mikroprocesor pracuje synchronicznie w takt zegara – od 1 do 25 MHz. Im szybszy zegar, tym większy pobór prądu. Np.: 25MHz – 7mA, 1MHz – 0,5 mA, 32kHz - 15µA Takty zegarowe T3 T2 T1 T4 Cykle maszynowe Cykl rozkazowy 1 pobranie kodu operacji 2 odczyt z pamięci 3 zapis do pamięci Cykle rozkazowe są wykonywane w zasadzie kolejno, jeden po drugim. Słowo maszynowe jest zazwyczaj 8-bitowe (wyjątkowo 16 lub 32 bitowe)

7 Mało pamięci w rejestrach procesora 8051 : 128 (256) bajtów na pamięć danych i 4 (8) kB pamięci programu. Możliwość zewnętrznego dołączenia 64 kB obu pamieci Wobec 8-bitowego słowa dane i adresy zawierają się w dwóch słowach Szyna adresowa jest z reguły 16 bitowa.

8 Programowanie – mnemonika- asembler- kompilatory
Przesyłanie adresów, danych, kodów rozkazów i sterowania jest możliwe jedynie zestawem wartości binarnych, co nie jest dogodne przy programowaniu pracy mikroprocesora. Liczby binarne zapis heksadecymalny liczby czterobitowej (dziesiętny z rozszerzeniem do 16 za pomocą liter A –F) , , A, B, F  255 FF h 85 55 Do oznaczania kodów rozkazów używa się zapisu mnemonicznego: (Skróty angielskich nazw poleceń) -programowanie w „asemblerze” Możliwe, i coraz częściej stosowane, jest również pisanie programów w językach wyższego poziomu Kompilator lub interpreter tłumaczy kody źródłowe na wynikowe, binarne

9 Rejestry mikroprocesora

10 Rejestry SFR mikroprocesora

11 Realizacja rozkazu Sekwencyjne wykonywanie poleceń Licznik rozkazów PC rejestr rozkazów IR MA ROM (kody rozkazów) MD +1 Dekodowanie rozkazu Wykonanie rozkazu

12 Pętle programowe i podprogramy
Licznik rozkazów PC rejestr rozkazów IR MA ROM (kody rozkazów) MD nn Dekodowanie rozkazów Wykonanie rozkazów podprogramu aż do RET CALL Licznik rozkazów PC rejestr rozkazów IR MA ROM (kody rozkazów) MD nn Dekodowanie rozkazów Wykonanie rozkazów aż do spełnienia warunku JP STOS CALL +1 Wskaźnik stosu SP SP-2 SP+2 A max

13 Tryby realizacji operacji arytmetyczno - logicznych
ALU argument 2 argument 1 pamięć ALU argument 2 Wynik mm argument 1 pamięć ALU argument 1 pamięć Accu I wiele innych sposobów adresowania: wskaźnikowe, natychmiastowe, bezpośrednie, indeksowe, względne, pośrednie

14 Mikroprocesor Z-80 Magistrala adresowa sygnły sterujace
. A1 A0 D15 D14 D1 D0 Magistrala adresowa sygnły sterujace Magistrala danych

15 Mikrokontroler 8081 ALE PSEN P2 P1 P0

16 Schemat mikrokontrolera