Mikrokomputer cip tunggal juga dipanggil cip tunggal mikropengawal. Bukan cip yang melengkapkan fungsi logik tertentu, tetapi mengintegrasikan sistem komputer pada cip. Ia setara dengan komputer mini. Berbanding dengan komputer, komputer mikro cip tunggal hanya kekurangan peralatan I / O. Ringkasnya: cip menjadi komputer. Saiznya yang kecil, ringan dan harganya yang rendah menyediakan keadaan yang sesuai untuk pembelajaran, aplikasi dan pengembangan. Pada masa yang sama, belajar menggunakan komputer mikro cip tunggal adalah pilihan terbaik untuk memahami prinsip dan struktur komputer.
Bidang aplikasi mikrokomputer cip tunggal sangat luas, seperti meter pintar, kawalan industri masa nyata, peralatan komunikasi, sistem navigasi, perkakas rumah dan sebagainya.
Sejak tahun 1990-an, teknologi mikrokomputer cip tunggal telah dibangunkan. Dengan kemajuan zaman dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, aplikasi praktikal ini teknologi telah matang hari demi hari, dan mikrokomputer cip tunggal telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Pada masa kini, orang ramai memberi lebih banyak perhatian kepada pembangunan dan aplikasi mikrokomputer cip tunggal dalam pintar elektronik teknologi. Pembangunan mikrokomputer cip tunggal telah memasuki era baharu. Sama ada pengukuran automatik atau amalan instrumen pintar, anda boleh melihat angka teknologi cip tunggal. Dalam proses pembangunan perindustrian semasa, pihak elektronik industri tergolong dalam industri baharu. Orang berjaya menggunakan elektronik teknologi maklumat dalam pengeluaran perindustrian, yang memungkinkan penyatuan teknologi maklumat elektronik dan teknologi mikrokomputer tunggal, yang secara berkesan meningkatkan kesan aplikasi mikrokomputer cip tunggal. Sebagai cabang teknologi komputer, penerapan teknologi komputer mikro cip tunggal dalam bidang produk elektronik memperkaya fungsi produk elektronik, menyediakan cara baru untuk pengembangan dan penerapan peralatan elektronik pintar, dan menyedari inovasi dan pengembangan elektronik pintar peralatan.
Mikrokomputer cip tunggal juga dipanggil mikrokontroler monolitik, yang tergolong dalam sejenis cip litar bersepadu. Komputer mikro cip tunggal terutamanya merangkumi CPU, ROM memori hanya baca dan RAM memori akses rawak, dan lain-lain. Sistem pemerolehan dan kawalan data yang pelbagai membolehkan komputer mikro cip tunggal menyelesaikan pelbagai operasi yang kompleks, sama ada untuk mengawal simbol operasi atau masalah arahan operasi ke sistem. Dilengkapkan oleh mikrokontroler. Dapat dilihat bahawa komputer mikro cip tunggal dapat digunakan sepenuhnya dalam peralatan elektronik pintar berdasarkan teknologi pemprosesan data dan fungsi pengiraannya yang kuat. Ringkasnya, komputer mikro satu cip adalah cip, yang membentuk sistem. Melalui aplikasi teknologi litar bersepadu, pengiraan data dan keupayaan pemprosesan disatukan ke dalam cip untuk mencapai pemprosesan data berkelajuan tinggi.
struktur asas
Unit aritmetik
Unit aritmetik terdiri daripada aritmetik komponen-Aritmetik & Logik Unit (ALU), akumulator dan daftar. Fungsi ALU adalah untuk melakukan operasi aritmetik atau logik pada data yang masuk. Sumber input adalah dua data 8-bit, yang masing-masing berasal dari penumpuk dan daftar data. ALU dapat menyelesaikan operasi seperti menambahkan, mengurangkan, DAN, ATAU, membandingkan ukuran kedua-dua data ini, dan akhirnya menyimpan hasilnya di dalam penumpuk.
Kalkulator mempunyai dua fungsi:
(1) Melakukan pelbagai operasi aritmetik.
(2) Lakukan pelbagai operasi logik dan lakukan ujian logik, seperti ujian nilai sifar atau perbandingan dua nilai.
Semua operasi yang dilakukan oleh unit aritmetik diarahkan oleh isyarat kawalan yang dihantar oleh pengawal, dan operasi aritmetik menghasilkan hasil operasi, dan operasi logik menghasilkan penilaian.
Pengawal
Pengawal terdiri daripada kaunter program, daftar arahan, penyahkod arahan, penjana masa, dan pengawal operasi. Ini adalah "badan pembuat keputusan" yang mengeluarkan pesanan, yaitu, menyelaraskan dan mengarahkan operasi seluruh sistem komputer mikro. Fungsi utamanya adalah:
(1) Ambil instruksi dari memori dan tunjukkan lokasi arahan berikutnya dalam memori.
(2) Menyahkod dan menguji arahan, dan menghasilkan isyarat kawalan operasi yang sesuai untuk memudahkan pelaksanaan tindakan yang ditentukan.
(3) Perintah dan kendalikan arah aliran data antara CPU, memori, dan perangkat input dan output.
Mikroprosesor menghubungkan bahagian ALU, kaunter, mendaftar dan mengawal melalui bas dalaman, dan menghubungkan dengan litar antara muka memori dan input / output luaran melalui bas luaran. Bas luaran juga disebut bus sistem, yang dibahagikan kepada data bus DB, bus alamat AB dan CB kawalan bas. Melalui litar antara muka input dan output, mewujudkan hubungan dengan pelbagai peranti persisian.
Daftar utama
(1) Akumulator A
Akumulator A adalah daftar yang paling kerap digunakan dalam mikropemproses. Ia mempunyai dua fungsi dalam operasi aritmetik dan logik: sebelum operasi, ia digunakan untuk menyimpan operan; selepas operasi, ia digunakan untuk menyimpan hasil penjumlahan, perbezaan atau operasi logik.
(2) Daftar data DR
Daftar data adalah unit penyimpanan sementara yang mengirim (menulis) atau mengambil (membaca) data ke memori dan peranti input / output melalui bus data. Ia dapat menyimpan instruksi yang sedang didekodekan, juga dapat menyimpan bait data yang dikirim ke memori untuk penyimpanan, dan sebagainya.
(3) Daftar instruksi IR dan ID penyahkod arahan
Arahan merangkumi opkod dan operan.
Daftar arahan digunakan untuk menyimpan arahan yang sedang dijalankan. Ketika instruksi dijalankan, pertama kali diambil dari memori ke daftar data, dan kemudian dipindahkan ke daftar instruksi. Apabila sistem melaksanakan arahan yang diberikan, kod operasi mesti disahkod untuk menentukan operasi yang diperlukan, dan penyahkod arahan bertanggungjawab untuk pekerjaan ini. Antaranya, keluaran bidang opcode dalam daftar arahan adalah input penyahkod arahan.
(4) PC kaunter program
PC digunakan untuk menentukan alamat instruksi berikutnya untuk memastikan bahawa program dapat dijalankan secara berterusan, sehingga biasanya disebut penghitung alamat instruksi. Sebelum program mula dijalankan, alamat unit memori arahan pertama program (iaitu, alamat pertama program) harus dikirimkan ke PC sehingga selalu menunjuk ke alamat arahan berikutnya yang akan dijalankan. .
(5) Daftar alamat AR
Daftar alamat digunakan untuk menyimpan alamat unit memori atau peranti I / O yang ingin diakses oleh CPU semasa. Oleh kerana perbezaan kelajuan antara memori dan CPU, register alamat harus digunakan untuk menjaga maklumat alamat sehingga operasi membaca / menulis memori selesai.
Jelas, ketika CPU menyimpan data ke memori, CPU mengakses data dari memori dalaman, dan CPU membaca arahan dari memori, daftar alamat dan daftar data semuanya digunakan. Begitu juga, jika alamat peranti periferal dipandang sebagai unit alamat memori, maka ketika CPU dan peranti periferal bertukar maklumat, daftar alamat dan daftar data juga diperlukan.
Ciri-ciri perkakasan
(1) Ukuran mikrokomputer cip tunggal relatif kecil, dan cip dalaman digunakan sebagai sistem komputer. Strukturnya sederhana, tetapi fungsinya sempurna, sangat mudah digunakan, dan dapat dimodulasi.
(2) Komputer mikro cip tunggal mempunyai tahap integrasi yang tinggi dan kebolehpercayaan yang kuat. Walaupun komputer mikro cip tunggal berfungsi untuk masa yang lama, tidak akan berlaku kerosakan.
(3) Yang rendah voltan dan penggunaan tenaga rendah mikrokomputer cip tunggal adalah pilihan pertama dalam kehidupan seharian orang, memberikan kemudahan untuk pengeluaran dan penyelidikan dan pembangunan.
(4) Komputer mikro cip tunggal memiliki kemampuan pemrosesan data dan pengkomputeran yang kuat, dapat digunakan di berbagai lingkungan, dan memiliki kemampuan kontrol yang kuat