Ein-Chip-Mikrocomputer wird auch als Einzelchip bezeichnet Mikrocontroller. Es ist kein Chip, der eine bestimmte Logikfunktion erfüllt, sondern ein Computersystem auf einem Chip integriert. Es entspricht einem Miniaturcomputer. Im Vergleich zu einem Computer fehlt dem Single-Chip-Mikrocomputer nur die E / A-Ausrüstung. Kurz gesagt: Ein Chip wird zum Computer. Die geringe Größe, das geringe Gewicht und der niedrige Preis bieten günstige Bedingungen für Lernen, Anwendung und Entwicklung. Gleichzeitig ist das Erlernen der Verwendung eines Einzelchip-Mikrocomputers die beste Wahl, um das Prinzip und die Struktur des Computers zu verstehen.
Die Anwendungsbereiche von Single-Chip-Mikrocomputern waren sehr umfangreich, wie z. B. intelligente Zähler, industrielle Echtzeitsteuerung, Kommunikationsgeräte, Navigationssysteme, Haushaltsgeräte usw.
Seit den 1990er Jahren ist die Technologie Es wurde ein Einzelchip-Mikrocomputer entwickelt. Mit dem Fortschritt der Zeit und der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie, die praktische Anwendung davon Technologie ist von Tag zu Tag gereift und der Einzelchip-Mikrocomputer ist in verschiedenen Bereichen weit verbreitet. Heutzutage widmen die Menschen der Entwicklung und Anwendung von Einzelchip-Mikrocomputern in der Intelligenz immer mehr Aufmerksamkeit elektronisch Technologie. Die Entwicklung von Einzelchip-Mikrocomputern ist in eine neue Ära eingetreten. Ob es sich um automatische Messungen oder die Praxis intelligenter Instrumente handelt, Sie können die Zahl der Single-Chip-Technologie erkennen. Im aktuellen industriellen Entwicklungsprozess ist die Elektronik Die Branche gehört zu einer neuen Branche. Menschen nutzen es erfolgreich elektronisch Informationstechnologie in der industriellen Produktion, die die Integration von elektronischer Informationstechnologie und Single-Chip-Mikrocomputertechnologie ermöglicht, wodurch der Anwendungseffekt von Single-Chip-Mikrocomputern effektiv verbessert wird. Als Zweig der Computertechnologie bereichert die Anwendung der Einzelchip-Mikrocomputertechnologie im Bereich elektronischer Produkte die Funktionen elektronischer Produkte, bietet einen neuen Weg für die Entwicklung und Anwendung intelligenter elektronischer Geräte und verwirklicht die Innovation und Entwicklung intelligenter elektronischer Geräte Ausrüstung .
Ein-Chip-Mikrocomputer wird auch als monolithischer Mikrocontroller bezeichnet, der zu einer Art Chip für integrierte Schaltkreise gehört. Der Einzelchip-Mikrocomputer umfasst hauptsächlich eine CPU, einen Nur-Lese-Speicher-ROM und einen Arbeitsspeicher-RAM mit wahlfreiem Zugriff usw. Das diversifizierte Datenerfassungs- und Steuersystem ermöglicht es dem Einzelchip-Mikrocomputer, verschiedene komplexe Operationen auszuführen, unabhängig davon, ob Betriebssymbole gesteuert oder ausgegeben werden sollen Bedienungsanleitung zum System. Vom Mikrocontroller erledigt. Es ist ersichtlich, dass der Einzelchip-Mikrocomputer aufgrund seiner leistungsstarken Datenverarbeitungstechnologie und Berechnungsfunktion vollständig in intelligenten elektronischen Geräten eingesetzt werden kann. Einfach ausgedrückt ist ein Einzelchip-Mikrocomputer ein Chip, der ein System bildet. Durch die Anwendung der Technologie integrierter Schaltkreise werden Datenberechnungs- und -verarbeitungsfunktionen in den Chip integriert, um eine schnelle Datenverarbeitung zu erreichen.
Grundstruktur
Recheneinheit
Die Recheneinheit besteht aus Arithmetik Komponenten-Arithmetic & Logical Unit (ALU), Akkumulatoren und Register. Die Funktion der ALU besteht darin, arithmetische oder logische Operationen an den eingehenden Daten durchzuführen. Die Eingangsquelle sind zwei 8-Bit-Daten, die vom Akkumulator bzw. vom Datenregister stammen. ALU kann Vorgänge wie Addieren, Subtrahieren UND UND ODER ausführen, die Größe dieser beiden Daten vergleichen und schließlich das Ergebnis im Akkumulator speichern.
Der Rechner hat zwei Funktionen:
(1) Führen Sie verschiedene arithmetische Operationen durch.
(2) Führen Sie verschiedene Logikoperationen durch und führen Sie Logiktests durch, z. B. einen Nullwerttest oder einen Vergleich zweier Werte.
Alle von der Recheneinheit ausgeführten Operationen werden von den von der Steuerung gesendeten Steuersignalen geleitet, und eine arithmetische Operation erzeugt ein Operationsergebnis, und eine logische Operation erzeugt eine Beurteilung.
Controller
Die Steuerung besteht aus einem Programmzähler, einem Befehlsregister, einem Befehlsdecoder, einem Zeitgeber und einer Betriebssteuerung. Es ist ein „Entscheidungsgremium“, das Befehle erteilt, dh den Betrieb des gesamten Mikrocomputersystems koordiniert und steuert. Seine Hauptfunktionen sind:
(1) Nehmen Sie eine Anweisung aus dem Speicher und weisen Sie auf die Position der nächsten Anweisung im Speicher hin.
(2) Decodieren und testen Sie Anweisungen und erzeugen Sie entsprechende Betriebssteuersignale, um die Ausführung vorgeschriebener Aktionen zu erleichtern.
(3) Steuern und steuern Sie die Richtung des Datenflusses zwischen CPU, Speicher sowie Eingabe- und Ausgabegeräten.
Der Mikroprozessor verbindet die ALU, den Zähler, das Register und den Steuerteil über den internen Bus und ist über den externen Bus mit dem externen Speicher und der Eingangs- / Ausgangsschnittstellenschaltung verbunden. Der externe Bus wird auch als Systembus bezeichnet, der in Datenbus DB, Adressbus AB und Steuerbus CB unterteilt ist. Stellen Sie über die Eingangs- und Ausgangsschnittstellenschaltung die Verbindung mit verschiedenen Peripheriegeräten her.
Hauptregister
(1) Akku A.
Der Akkumulator A ist das am häufigsten verwendete Register im Mikroprozessor. Es hat zwei Funktionen in arithmetischen und logischen Operationen: Vor der Operation wird es zum Speichern eines Operanden verwendet; Nach der Operation wird das Ergebnis der Summe, Differenz oder logischen Operation gespeichert.
(2) Datenregister DR
Das Datenregister ist eine temporäre Speichereinheit, die Daten über den Datenbus an Speicher- und Eingabe- / Ausgabegeräte sendet (schreibt) oder abruft (liest). Es kann einen Befehl speichern, der dekodiert wird, es kann auch ein Datenbyte speichern, das zur Speicherung an den Speicher gesendet wird, und so weiter.
(3) Befehlsregister IR und Befehlsdecoder-ID
Anweisungen enthalten Opcodes und Operanden.
Das Befehlsregister wird verwendet, um einen gerade ausgeführten Befehl zu speichern. Wenn ein Befehl ausgeführt wird, wird er zuerst aus dem Speicher in das Datenregister abgerufen und dann in das Befehlsregister übertragen. Wenn das System einen bestimmten Befehl ausführt, muss der Operationscode decodiert werden, um die erforderliche Operation zu bestimmen, und der Befehlsdecoder ist für diese Arbeit verantwortlich. Unter diesen ist die Ausgabe des Opcode-Feldes in dem Befehlsregister die Eingabe des Befehlsdecoders.
(4) Programmzähler PC
Der PC wird verwendet, um die Adresse des nächsten Befehls zu bestimmen, um sicherzustellen, dass das Programm kontinuierlich ausgeführt werden kann, so dass es normalerweise als Befehlsadresszähler bezeichnet wird. Bevor das Programm ausgeführt wird, muss die Speichereinheitsadresse des ersten Befehls des Programms (dh die erste Adresse des Programms) an den PC gesendet werden, damit sie immer auf die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls zeigt .
(5) Adressregister AR
Das Adressregister wird verwendet, um die Adresse der Speichereinheit oder des E / A-Geräts zu speichern, auf die die aktuelle CPU zugreifen möchte. Aufgrund des Geschwindigkeitsunterschieds zwischen Speicher und CPU müssen Adressregister verwendet werden, um Adressinformationen zu verwalten, bis der Lese- / Schreibvorgang des Speichers abgeschlossen ist.
Wenn die CPU Daten im Speicher speichert, greift die CPU offensichtlich auf Daten aus dem internen Speicher zu und die CPU liest Anweisungen aus dem Speicher, wobei alle Adressregister und Datenregister verwendet werden. Wenn die Adresse des Peripheriegeräts als Speicheradresseinheit angesehen wird, werden in ähnlicher Weise auch das Adressregister und das Datenregister benötigt, wenn die CPU und das Peripheriegerät Informationen austauschen.
Hardware-Funktionen
(1) Die Größe des Einzelchip-Mikrocomputers ist relativ klein, und der interne Chip wird als Computersystem verwendet. Seine Struktur ist einfach, aber die Funktion ist perfekt, es ist sehr bequem zu bedienen und es kann modularisiert werden.
(2) Der Einzelchip-Mikrocomputer weist einen hohen Integrationsgrad und eine hohe Zuverlässigkeit auf. Selbst wenn der Single-Chip-Mikrocomputer längere Zeit arbeitet, tritt keine Fehlfunktion auf.
(3) Das Tief Spannung Der niedrige Energieverbrauch von Single-Chip-Mikrocomputern ist die erste Wahl im täglichen Leben der Menschen und bietet Komfort für Produktion, Forschung und Entwicklung.
(4) Der Einzelchip-Mikrocomputer verfügt über starke Datenverarbeitungs- und Rechenfähigkeiten, kann in verschiedenen Umgebungen verwendet werden und verfügt über starke Steuerungsfähigkeiten