ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวเรียกอีกอย่างว่าชิปตัวเดียว ไมโครคอนโทรลเลอร์. ไม่ใช่ชิปที่ทำหน้าที่ลอจิกบางอย่างให้สมบูรณ์ แต่รวมระบบคอมพิวเตอร์ไว้ในชิป เทียบเท่ากับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก เมื่อเทียบกับคอมพิวเตอร์ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวขาดอุปกรณ์ I / O เท่านั้น สรุป: ชิปกลายเป็นคอมพิวเตอร์ ขนาดเล็กน้ำหนักเบาและราคาต่ำทำให้เกิดเงื่อนไขที่สะดวกสำหรับการเรียนรู้การประยุกต์ใช้และการพัฒนา ในขณะเดียวกันการเรียนรู้ที่จะใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในการทำความเข้าใจหลักการและโครงสร้างของคอมพิวเตอร์
แอปพลิเคชันของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวนั้นกว้างขวางมากเช่นสมาร์ทมิเตอร์การควบคุมอุตสาหกรรมแบบเรียลไทม์อุปกรณ์สื่อสารระบบนำทางเครื่องใช้ในครัวเรือนเป็นต้น
ตั้งแต่ปี 1990 เป็นต้นมา เทคโนโลยี ของไมโครคอมพิวเตอร์ตัวเดียวได้รับการพัฒนา ด้วยความก้าวหน้าของยุคสมัยและการพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์และ เทคโนโลยีการนำสิ่งนี้ไปประยุกต์ใช้จริง เทคโนโลยี ได้เติบโตเต็มที่ในแต่ละวัน และไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวก็ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ ปัจจุบันผู้คนให้ความสำคัญกับการพัฒนาและการประยุกต์ใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวในระบบอัจฉริยะมากขึ้นเรื่อยๆ อิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยี. การพัฒนาไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวได้เข้าสู่ยุคใหม่แล้ว ไม่ว่าจะเป็นการวัดแบบอัตโนมัติหรือการใช้อุปกรณ์อัจฉริยะ คุณก็สามารถมองเห็นรูปร่างของเทคโนโลยีชิปตัวเดียวได้ ในกระบวนการพัฒนาอุตสาหกรรมในปัจจุบันนั้น อิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมเป็นของอุตสาหกรรมใหม่ คนใช้สำเร็จ อิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีสารสนเทศในการผลิตทางอุตสาหกรรมซึ่งช่วยให้สามารถผสานรวมเทคโนโลยีสารสนเทศอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในฐานะสาขาหนึ่งของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวในด้านผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ช่วยเสริมการทำงานของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นวิธีใหม่ในการพัฒนาและประยุกต์ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะและทำให้เกิดนวัตกรรมและการพัฒนาอิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะ อุปกรณ์.
ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวเรียกอีกอย่างว่าไมโครคอนโทรลเลอร์เสาหินซึ่งเป็นของชิปวงจรรวมชนิดหนึ่ง ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวส่วนใหญ่ประกอบด้วย CPU ROM หน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวและ RAM หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มเป็นต้นระบบรวบรวมและควบคุมข้อมูลที่หลากหลายช่วยให้ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวดำเนินการดำเนินการที่ซับซ้อนต่างๆไม่ว่าจะเป็นการควบคุมสัญลักษณ์การทำงานหรือปัญหา คำแนะนำการใช้งานกับระบบ เสร็จสิ้นโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ จะเห็นได้ว่าไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะได้อย่างเต็มที่โดยอาศัยเทคโนโลยีการประมวลผลข้อมูลและฟังก์ชันการคำนวณที่มีประสิทธิภาพ พูดง่ายๆก็คือไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวคือชิปซึ่งสร้างระบบ ด้วยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวงจรรวมความสามารถในการคำนวณและการประมวลผลข้อมูลจะรวมอยู่ในชิปเพื่อให้เกิดการประมวลผลข้อมูลความเร็วสูง
โครงสร้างพื้นฐาน
หน่วยเลขคณิต
หน่วยเลขคณิตประกอบด้วยเลขคณิต ส่วนประกอบ-Arithmetic & Logical Unit (ALU) ตัวสะสมและการลงทะเบียน ฟังก์ชันของ ALU คือการดำเนินการทางคณิตศาสตร์หรือเชิงตรรกะกับข้อมูลขาเข้า แหล่งอินพุตคือข้อมูล 8 บิตสองตัวซึ่งมาจากตัวสะสมและรีจิสเตอร์ข้อมูลตามลำดับ ALU สามารถดำเนินการให้เสร็จสิ้นเช่นการเพิ่มการลบ AND หรือการเปรียบเทียบขนาดของข้อมูลทั้งสองนี้และสุดท้ายเก็บผลลัพธ์ไว้ในตัวสะสม
เครื่องคิดเลขมีสองฟังก์ชั่น:
(1) ดำเนินการคำนวณทางคณิตศาสตร์ต่างๆ
(2) ดำเนินการตรรกะต่างๆและทำการทดสอบตรรกะเช่นการทดสอบค่าศูนย์หรือการเปรียบเทียบค่าสองค่า
การดำเนินการทั้งหมดที่ดำเนินการโดยหน่วยเลขคณิตจะถูกกำหนดโดยสัญญาณควบคุมที่ส่งโดยคอนโทรลเลอร์และการดำเนินการทางคณิตศาสตร์จะให้ผลลัพธ์ของการดำเนินการและการดำเนินการทางตรรกะจะทำให้เกิดการตัดสิน
ตัวควบคุม
ตัวควบคุมประกอบด้วยตัวนับโปรแกรมทะเบียนคำสั่งตัวถอดรหัสคำสั่งตัวสร้างเวลาและตัวควบคุมการทำงาน เป็น“ หน่วยงานตัดสินใจ” ที่ออกคำสั่งนั่นคือประสานงานและกำกับการทำงานของระบบไมโครคอมพิวเตอร์ทั้งหมด หน้าที่หลักคือ:
(1) รับคำสั่งจากหน่วยความจำและชี้ตำแหน่งของคำสั่งถัดไปในหน่วยความจำ
(2) ถอดรหัสและทดสอบคำแนะนำและสร้างสัญญาณควบคุมการทำงานที่เกี่ยวข้องเพื่ออำนวยความสะดวกในการดำเนินการตามที่กำหนด
(3) สั่งการและควบคุมทิศทางการไหลของข้อมูลระหว่าง CPU หน่วยความจำและอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต
ไมโครโปรเซสเซอร์จะเชื่อมต่อ ALU, ตัวนับ, รีจิสเตอร์และส่วนควบคุมผ่านบัสภายในและเชื่อมต่อกับหน่วยความจำภายนอกและวงจรอินเทอร์เฟซอินพุต / เอาต์พุตผ่านบัสภายนอก บัสภายนอกเรียกอีกอย่างว่าบัสระบบซึ่งแบ่งออกเป็น DB บัสข้อมูลบัสแอดเดรส AB และบัสควบคุม CB ผ่านวงจรอินเทอร์เฟซอินพุตและเอาต์พุตให้ตระหนักถึงการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ
ทะเบียนหลัก
(1) ตัวสะสมก
ตัวสะสม A เป็นรีจิสเตอร์ที่ใช้บ่อยที่สุดในไมโครโปรเซสเซอร์ มีฟังก์ชันคู่ในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะ: ก่อนการดำเนินการจะใช้เพื่อบันทึกตัวถูกดำเนินการ หลังจากการดำเนินการจะใช้เพื่อบันทึกผลลัพธ์ของผลรวมความแตกต่างหรือการดำเนินการเชิงตรรกะ
(2) การลงทะเบียนข้อมูล DR
ทะเบียนข้อมูลเป็นหน่วยเก็บข้อมูลชั่วคราวที่ส่ง (เขียน) หรือดึงข้อมูล (อ่าน) ไปยังหน่วยความจำและอุปกรณ์อินพุต / เอาท์พุตผ่านบัสข้อมูล สามารถบันทึกคำสั่งที่กำลังถอดรหัสและยังสามารถบันทึกไบต์ข้อมูลที่ส่งไปยังหน่วยความจำเพื่อจัดเก็บและอื่น ๆ
(3) คำสั่งลงทะเบียน IR และรหัสตัวถอดรหัสคำสั่ง
คำแนะนำรวมถึง opcodes และตัวถูกดำเนินการ
การลงทะเบียนคำสั่งใช้เพื่อบันทึกคำสั่งที่กำลังดำเนินการอยู่ เมื่อดำเนินการคำสั่งคำสั่งจะถูกดึงข้อมูลจากหน่วยความจำไปยังทะเบียนข้อมูลก่อนจากนั้นจึงโอนไปยังรีจิสเตอร์คำสั่ง เมื่อระบบดำเนินการตามคำสั่งที่กำหนดรหัสการดำเนินการจะต้องถูกถอดรหัสเพื่อกำหนดการดำเนินการที่ต้องการและตัวถอดรหัสคำสั่งจะรับผิดชอบงานนี้ ในหมู่พวกเขาเอาต์พุตของฟิลด์ opcode ในการลงทะเบียนคำสั่งคืออินพุตของตัวถอดรหัสคำสั่ง
(4) เครื่องนับโปรแกรม PC
พีซีถูกใช้เพื่อกำหนดที่อยู่ของคำสั่งถัดไปเพื่อให้แน่ใจว่าโปรแกรมสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องดังนั้นจึงมักเรียกว่าตัวนับที่อยู่คำสั่ง ก่อนที่โปรแกรมจะเริ่มทำงานต้องส่งที่อยู่หน่วยความจำของคำสั่งแรกของโปรแกรม (นั่นคือที่อยู่แรกของโปรแกรม) ไปยังพีซีเพื่อให้ชี้ไปที่ที่อยู่ของคำสั่งถัดไปที่จะดำเนินการเสมอ .
(5) การลงทะเบียนที่อยู่ AR
การลงทะเบียนที่อยู่ใช้เพื่อบันทึกที่อยู่ของหน่วยความจำหรืออุปกรณ์ I / O ที่ CPU ปัจจุบันต้องการเข้าถึง เนื่องจากความแตกต่างของความเร็วระหว่างหน่วยความจำและ CPU จึงต้องใช้การลงทะเบียนที่อยู่เพื่อรักษาข้อมูลที่อยู่จนกว่าการดำเนินการอ่าน / เขียนหน่วยความจำจะเสร็จสิ้น
เห็นได้ชัดว่าเมื่อ CPU จัดเก็บข้อมูลลงในหน่วยความจำ CPU จะเข้าถึงข้อมูลจากหน่วยความจำภายในและ CPU จะอ่านคำแนะนำจากหน่วยความจำรีจิสเตอร์ที่อยู่และรีจิสเตอร์ข้อมูลทั้งหมด ในทำนองเดียวกันถ้าที่อยู่ของอุปกรณ์ต่อพ่วงถูกมองว่าเป็นหน่วยที่อยู่หน่วยความจำดังนั้นเมื่อ CPU และข้อมูลการแลกเปลี่ยนอุปกรณ์ต่อพ่วงจำเป็นต้องมีการลงทะเบียนที่อยู่และการลงทะเบียนข้อมูลด้วย
คุณลักษณะฮาร์ดแวร์
(1) ขนาดของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวมีขนาดค่อนข้างเล็กและชิปภายในถูกใช้เป็นระบบคอมพิวเตอร์ โครงสร้างของมันเรียบง่าย แต่ฟังก์ชั่นนั้นสมบูรณ์แบบใช้งานสะดวกมากและสามารถแยกส่วนได้
(2) ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวมีการบูรณาการในระดับสูงและความน่าเชื่อถือที่แข็งแกร่ง แม้ว่าไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวจะทำงานเป็นเวลานาน แต่ก็ไม่มีความผิดปกติใด ๆ
(3) ต่ำ แรงดันไฟฟ้า และการใช้พลังงานต่ำของไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวเป็นตัวเลือกแรกในชีวิตประจำวันของผู้คนซึ่งให้ความสะดวกในการผลิตและการวิจัยและพัฒนา
(4) ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวมีความสามารถในการประมวลผลข้อมูลและการคำนวณที่แข็งแกร่งสามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมต่างๆและมีความสามารถในการควบคุมที่แข็งแกร่ง