Le micro-ordinateur à puce unique est également appelé puce unique microcontrôleur. Ce n'est pas une puce qui complète une certaine fonction logique, mais intègre un système informatique sur une puce. C'est l'équivalent d'un ordinateur miniature. Comparé à un ordinateur, le micro-ordinateur monopuce ne manque que d'équipement d'E / S. En un mot: une puce devient un ordinateur. Sa petite taille, son poids léger et son prix bas offrent des conditions pratiques pour l'apprentissage, l'application et le développement. Dans le même temps, apprendre à utiliser un micro-ordinateur monopuce est le meilleur choix pour comprendre le principe et la structure de l'ordinateur.
Les domaines d'application des micro-ordinateurs monopuce ont été très étendus, tels que les compteurs intelligents, le contrôle industriel en temps réel, les équipements de communication, les systèmes de navigation, les appareils électroménagers, etc.
Depuis les années 1990, le sans souci Un micro-ordinateur monopuce a été développé. Avec le progrès des temps et le développement de la science et sans souci, l'application pratique de ce sans souci a mûri de jour en jour et le micro-ordinateur monopuce a été largement utilisé dans divers domaines. De nos jours, les gens accordent de plus en plus d'attention au développement et à l'application de micro-ordinateurs monopuce dans les domaines intelligents. papier technologie. Le développement des micro-ordinateurs monopuces est entré dans une nouvelle ère. Qu'il s'agisse de mesures automatiques ou de la pratique d'instruments intelligents, vous pouvez voir la figure de la technologie monopuce. Dans le processus de développement industriel actuel, le électronique l’industrie appartient à une nouvelle industrie. Les gens utilisent avec succès papier la technologie de l'information dans la production industrielle, qui permet l'intégration de la technologie de l'information électronique et de la technologie des micro-ordinateurs à puce unique, ce qui améliore efficacement l'effet d'application des micro-ordinateurs à puce unique. En tant que branche de la technologie informatique, l'application de la technologie des micro-ordinateurs à puce unique dans le domaine des produits électroniques enrichit les fonctions des produits électroniques, offre une nouvelle façon de développer et d'appliquer des équipements électroniques intelligents et réalise l'innovation et le développement de l'électronique intelligente. équipement .
Le micro-ordinateur à puce unique est également appelé microcontrôleur monolithique, qui appartient à une sorte de puce de circuit intégré. Le micro-ordinateur monopuce comprend principalement le processeur, la mémoire morte ROM et la mémoire vive RAM, etc. Le système diversifié d'acquisition et de contrôle des données permet au micro-ordinateur monopuce d'effectuer diverses opérations complexes, qu'il s'agisse de contrôler des symboles d'opération ou d'émettre instructions de fonctionnement du système. Complété par le microcontrôleur. On peut voir que le micro-ordinateur monopuce peut être pleinement appliqué dans un équipement électronique intelligent grâce à sa puissante technologie de traitement de données et à sa fonction de calcul. En termes simples, un micro-ordinateur monopuce est une puce qui forme un système. Grâce à l'application de la technologie des circuits intégrés, des capacités de calcul et de traitement de données sont intégrées dans la puce pour réaliser un traitement de données à grande vitesse.
structure basique
Unité arithmétique
L'unité arithmétique est composée d'arithmétique composants électriques -Unité arithmétique et logique (ALU), accumulateurs et registres. La fonction de l'ALU est d'effectuer des opérations arithmétiques ou logiques sur les données entrantes. La source d'entrée est constituée de deux données 8 bits, qui proviennent respectivement de l'accumulateur et du registre de données. ALU peut effectuer des opérations telles que l'ajout, la soustraction, ET, OU, la comparaison de la taille de ces deux données et enfin le stockage du résultat dans l'accumulateur.
La calculatrice a deux fonctions:
(1) Effectuez diverses opérations arithmétiques.
(2) Effectuer diverses opérations logiques et effectuer des tests logiques, tels que le test de valeur zéro ou la comparaison de deux valeurs.
Toutes les opérations effectuées par l'unité arithmétique sont dirigées par les signaux de commande envoyés par le contrôleur, et une opération arithmétique produit un résultat d'opération, et une opération logique produit un jugement.
Le contrôleur est composé d'un compteur de programme, d'un registre d'instructions, d'un décodeur d'instructions, d'un générateur de cadencement et d'un contrôleur de fonctionnement. C'est un «organe décisionnel» qui émet des ordres, c'est-à-dire coordonne et dirige le fonctionnement de l'ensemble du système micro-informatique. Ses principales fonctions sont:
(1) Prenez une instruction de la mémoire et indiquez l'emplacement de l'instruction suivante dans la mémoire.
(2) Décoder et tester les instructions, et générer des signaux de commande d'opération correspondants pour faciliter l'exécution des actions prescrites.
(3) Commandez et contrôlez la direction du flux de données entre le processeur, la mémoire et les périphériques d'entrée et de sortie.
Le microprocesseur interconnecte l'ALU, le compteur, le registre et la partie de commande via le bus interne, et se connecte à la mémoire externe et au circuit d'interface d'entrée / sortie via le bus externe. Le bus externe est également appelé bus système, qui est divisé en bus de données DB, bus d'adresse AB et bus de commande CB. Grâce au circuit d'interface d'entrée et de sortie, réalisez la connexion avec divers périphériques.
Registre principal
(1) Accumulateur A
L'accumulateur A est le registre le plus fréquemment utilisé dans le microprocesseur. Il a deux fonctions dans les opérations arithmétiques et logiques: avant l'opération, il sert à sauvegarder un opérande; après l'opération, il est utilisé pour sauvegarder le résultat de la somme, de la différence ou de l'opération logique.
(2) Registre de données DR
Le registre de données est une unité de stockage temporaire qui envoie (écrit) ou récupère (lit) des données vers la mémoire et les périphériques d'entrée / sortie via le bus de données. Il peut enregistrer une instruction en cours de décodage, il peut également enregistrer un octet de données qui est envoyé à la mémoire pour stockage, etc.
(3) Registre d'instructions IR et ID du décodeur d'instructions
Les instructions incluent des opcodes et des opérandes.
Le registre d'instructions est utilisé pour sauvegarder une instruction en cours d'exécution. Lorsqu'une instruction est exécutée, elle est d'abord extraite de la mémoire vers le registre de données, puis transférée vers le registre d'instructions. Lorsque le système exécute une instruction donnée, le code d'opération doit être décodé pour déterminer l'opération requise, et le décodeur d'instructions est responsable de ce travail. Parmi eux, la sortie du champ opcode dans le registre d'instructions est l'entrée du décodeur d'instructions.
(4) Compteur de programmes PC
Le PC est utilisé pour déterminer l'adresse de l'instruction suivante pour s'assurer que le programme peut être exécuté en continu, il est donc généralement appelé le compteur d'adresse d'instruction. Avant que le programme ne commence à s'exécuter, l'adresse de l'unité de mémoire de la première instruction du programme (c'est-à-dire la première adresse du programme) doit être envoyée au PC afin qu'elle pointe toujours vers l'adresse de l'instruction suivante à exécuter .
(5) Registre d'adresses AR
Le registre d'adresses est utilisé pour enregistrer l'adresse de l'unité de mémoire ou du périphérique d'E / S auquel la CPU actuelle veut accéder. En raison de la différence de vitesse entre la mémoire et la CPU, les registres d'adresses doivent être utilisés pour conserver les informations d'adresse jusqu'à ce que l'opération de lecture / écriture de la mémoire soit terminée.
Évidemment, lorsque la CPU stocke des données dans la mémoire, la CPU accède aux données de la mémoire interne, et la CPU lit les instructions de la mémoire, les registres d'adresses et les registres de données sont tous utilisés. De même, si l'adresse du dispositif périphérique est considérée comme une unité d'adresse de mémoire, alors lorsque l'UC et le dispositif périphérique échangent des informations, le registre d'adresse et le registre de données sont également nécessaires.
Caractéristiques matérielles
(1) La taille du micro-ordinateur monopuce est relativement petite et la puce interne est utilisée comme système informatique. Sa structure est simple, mais la fonction est parfaite, il est très pratique à utiliser et il peut être modulable.
(2) Le micro-ordinateur monopuce a un haut degré d'intégration et une forte fiabilité. Même si le micro-ordinateur monopuce fonctionne pendant longtemps, il n'y aura pas de dysfonctionnement.
(3) Le bas Tension et la faible consommation d'énergie des micro-ordinateurs à puce unique sont le premier choix dans la vie quotidienne des gens, offrant une commodité pour la production et la recherche et le développement.
(4) Le micro-ordinateur à puce unique a de solides capacités de traitement des données et de calcul, peut être utilisé dans divers environnements et possède de solides capacités de contrôle