最近期末試験が近づいてきましたが、今学期のシングルチップマイコンの原理の教科書は、張宜剛先生の「シングルチップマイコンの原理とインターフェース技術(第3版)」ですので、コラムを開設したいと思います。この本の一般的な部分と重要な内容をメモとして記録してください。
第1章 概要
1.シングルチップマイコンの基本概念と特徴、シングルチップマイコンと汎用マイコンの主な違い、およびその応用分野について説明します。
2.バスの概念とマイコンの基本的な動作プロセス。
(1)基本的な考え方:
シングルチップマイコンとは、中央処理装置CPU、メモリRAM、ROM、I/Oインターフェース回路、タイマ/カウンタ、割り込みシステム、システムクロック回路、システムバスなどのマイコンの主要部品を1チップ上に集積したマイコンです。シングルチップのことをシングルチップマイクロコンピュータ(MCU、MicroController Unit)といいます。
(2)特徴:
信頼性が高く、使いやすく、柔軟性があり、ユーザーが開発しやすい、産業制御に直面しやすい、組み込みシステムを構築しやすい。
(3)シングルチップマイコンと汎用マイコンの主な違い:
シングルチップマイクロコンピュータは、制御およびインテリジェント機器用に特別に設計された高度に統合されたマイクロコンピュータです。
(4)応用分野:
<1>スマートメーターや計測器へのワンチップマイコンの応用
<2>ワンチップマイコンのメカトロニクス・オプトメカトロニクス製品への応用
<3>コンピュータネットワークや通信製品へのワンチップマイコンの応用
<4>シングルチップマイコンの家電製品への応用
(5)バスのコンセプト:
情報の送信に使用される一連のワイヤは、CPU と他のコンポーネント間のデータ、アドレス、および制御情報の送信チャネルを提供します。
アドレスバス: アドレス情報の送信に使用されます。
データバス: データ情報の送信に使用されます。
制御バス: 制御情報の送信に使用されます。
(6)マイコンの基本的な動作プロセス:
<1>実行前に、あらかじめプログラムされたプログラムをメモリにロードします。
<2>読み取り命令: CPU の制御下で、内部プログラム カウンタ (PC) によって命令格納アドレスが形成され、そのアドレスから命令が読み取られ、格納するために命令レジスタ (IR) に送信されます。
③命令の実行:CPU の制御のもと、命令デコーダ(ID)が命令をデコードし、各種タイミング信号や制御信号を生成し、命令で指定された動作を実行します。
追加:
AT89S51マイコンの動作周波数の上限は24MHzです
8ビットMCU内部で16ビットデータバスを使用
オンチッププログラムメモリは通常、+5Vで読み書きできるフラッシュメモリFlashを使用します。これは、スタティックRAMの読み書き動作を実現し、電源投入時にデータが失われないことを保証します。オフになりました。
オンチップIOポートの改善:デジタルクロスバースイッチの導入
80C51 の C は、消費電力を削減する CMOS テクノロジーの使用を表します。
AT89S5x の S は、シリアル ダウンロード付きフラッシュ メモリを表します。
AT89S51 には 4KB のフラッシュ メモリがオンチップで、52 には 8 個のフラッシュ メモリが搭載されています。
8051 以外のモデルには、PIC シリーズおよび AVR (縮小命令セットを備えた高速 8 ビット マイクロコントローラ) シリーズが含まれます。
DSP (デジタル シグナル プロセッサ) などの他の組み込みプロセッサは、さまざまなデジタル信号処理アルゴリズムを高速に実行することに長けています。
ARM シリーズなどの組み込みマイクロプロセッサ (EMPU、リアルタイム マルチタスク オペレーティング システムを実行できる) では、arm7 のアドレス ラインは 32 であり、拡張された記憶領域はシングルチップ マイコンのメモリ領域よりもはるかに大きいため、リアルタイム マルチタスク動作が可能です。システム(RTOS、組み込みアプリケーション ソフトウェアの基盤および開発プラットフォームです)、一般的に使用される RTOS は Linux、ucosⅡです