www.wikidata.uk-ua.nina.az

Мікроконтролер Ця стаття містить перелік посилань але походження тверджень у ній залишається незрозумілим через практичн

Мікроконтролер

Ця стаття містить перелік посилань, але походження тверджень у ній залишається незрозумілим через практично повну відсутність внутрішньотекстових джерел-виносок. Будь ласка, допоможіть поліпшити цю статтю, перетворивши джерела з переліку посилань на джерела-виноски у самому тексті статті. (травень 2020)

Мікроконтро́лер (англ. microcontroller), або однокристальний мікрокомп'ютер — виконаний у вигляді мікросхеми спеціалізований комп'ютер, що включає мікропроцесор, оперативну та постійну пам'ять для збереження виконуваного коду програм і даних, порти вводу-виводу і блоки зі спеціальними функціями (лічильники, компаратори, АЦП та інші).

Плата з мікроконтролером AT89C2051

Використовується для керування електронними пристроями. По суті, це — однокристальний комп'ютер, здатний виконувати прості завдання. Використання однієї мікросхеми значно знижує розміри, енергоспоживання і вартість пристроїв, побудованих на базі мікроконтролерів.

Мікроконтролери можна зустріти в багатьох сучасних приладах, таких як телефони, пральні машини, вони відповідають за роботу двигунів і систем гальмування сучасних автомобілів, з їх допомогою створюються системи контролю і системи збору інформації. На основі мікроконтролерів проектують та створюють вимірювальні пристрої, системи керування об'єктами та процесами, вони є основою охоронних, протипожежних систем, домофонів, сигналізацій тощо. Більшість процесорів, що випускаються у світі — мікроконтролери.

Історія Редагувати

Перший контролер був розроблений в 1971 році інженером англ. Gary W. Boone, співробітником Texas Instruments. У 1980 році фірма Intel випускає мікроконтролер i8048, і того ж року пізніше — i8051. Вдалий набір периферійних пристроїв, можливість гнучкого вибору зовнішньої або внутрішньої програмної пам'яті і прийнятна ціна забезпечили цьому мікроконтролеру успіх на ринку. З погляду технології мікроконтролер i8051 був для свого часу дуже складним виробом — у кристалі було використано 128 тисяч транзисторів, що в 4 рази перевищувало кількість транзисторів в 16-розрядному мікропроцесорі i8086.

Існує[коли?] більше 200 модифікацій мікроконтролерів, сумісних з i8051, що випускаються двома десятками компаній. А також велика кількість мікроконтролерів інших типів. Популярністю у розробників користуються 8-бітові мікроконтролери PIC від фірми «Microchip Technology» і «AVR» від фірми «Atmel».

Опис Редагувати

Блок-схема мікроконтролера i8051

При проектуванні мікроконтролерів доводиться дотримувати баланс між розмірами і вартістю з одного боку і гнучкістю і продуктивністю з іншого. Для різних застосувань оптимальне співвідношення цих і інших параметрів може розрізнятися дуже сильно. Тому існує величезна кількість типів мікроконтролерів, що відрізняються архітектурою процесорного модуля, розміром і типом вбудованої пам'яті, набором периферійних пристроїв, типом корпусу.

В той час, як 8-розрядні процесори загального призначення повністю витіснені продуктивнішими моделями, 8-розрядні мікроконтролери продовжують широко використовуватися. Це пояснюється тим, що існує велика кількість застосувань, в яких не потрібна висока продуктивність, але важлива низька вартість. В той же час, є мікроконтролери, з більшими обчислювальними можливостями, наприклад цифрові сигнальні процесори.

Обмеження за ціною і енергоспоживанням стримують також зростання тактової частоти контролерів. Хоча виробники прагнуть забезпечити роботу своїх виробів на високих частотах, вони, в той же час, надають замовникам вибір, випускаючи модифікації, розраховані на різні частоти і напругу живлення. У багатьох моделях мікроконтролерів використовується статична пам'ять для ОЗП і внутрішніх регістрів. Це дає контролеру можливість працювати на менших частотах і навіть не втрачати дані при повній зупинці тактового генератора. Часто передбачені різні режими енергозбереження, в яких відключається частина периферійних пристроїв і обчислювальний модуль.

Окрім ОЗП, мікроконтролер може мати вбудовану незалежну пам'ять для зберігання програми і даних. У багатьох контролерах взагалі немає шин для підключення зовнішньої пам'яті. Найдешевші типи пам'яті допускають лише одноразовий запис. Такі пристрої підходять для масового виробництва в тих випадках, коли програма контролера не оновлюватиметься. Інші модифікації контролерів мають можливість багаторазового перезапису незалежної пам'яті. На відміну від процесорів загального призначення, в мікроконтролерах часто використовується гарвардська архітектура.

Периферія Редагувати

Неповний список периферії, яка може бути присутня у мікроконтролерах, включає:

Програмування Редагувати

Програмування мікроконтролерів зазвичай здійснюється на мові асемблера або C, хоча існують компілятори для інших мов, використовуються також вбудовані інтерпретатори Бейсіка і Форту. Для відлагодження програм використовуються програмні симулятори (спеціальні програми для персональних комп'ютерів, що імітують роботу мікроконтролера), внутрішньосхемні емулятори (електронні пристрої, що імітують мікроконтролер, які можна під'єднати замість нього до вбудованого пристрою, що розробляється) та інтерфейс JTAG.

Програмування на мові асемблера Редагувати

Програма написана на мові асемблера, що зазвичай називається початковий код програми проходить трансляцію в об'єктний код.

Технологія пам'яті Редагувати

За допомогою мікроконтролерів зазвичай використовуються два види пам'яті, енергонезалежна пам'ять для зберігання мікропрограмного забезпечення та пам'ять для читання-запису для тимчасових даних.

Дані Редагувати

Від найдавніших мікроконтролерів до сьогодні, шість-транзисторів SRAM майже завжди використовується як робоча пам'ять для читання / запису, при цьому в регістровому файлі використовується ще кілька транзисторів на біт. FRAM або MRAM потенційно можуть замінити його, оскільки він у 4–10 разів щільніше, що зробить його більш економічним.

Окрім SRAM, деякі мікроконтролери також мають внутрішній EEPROM для зберігання даних;  і навіть ті, у яких немає (або їх недостатньо), часто підключаються до зовнішнього послідовного мікросхеми EEPROM (наприклад, штампу BASIC) або зовнішнього мікросхема послідовної флешпам'яті.

Прошивка Редагувати

Старі мікроконтролери використовували маску ROM для зберігання мікропрограмного забезпечення. Більш нові мікроконтролери (такі як ранні версії мікроконтролерів Freescale 68HC11 та ранні мікроконтролери PIC) мали пам'ять EPROM, яка використовувала напівпрозоре вікно для забезпечення стирання через УФ світло, тоді як виробничі версії не мали такого вікна, будучи OTP (одноразового програмування). Оновлення мікропрограмного забезпечення були еквівалентними заміні самого мікроконтролера, тому багато продуктів не можна було оновити.

Архітектури мікроконтролерів Редагувати

Станом на 2011 рік є декілька архітектур мікроконтролерів:

Наведені лише унікальні архітектури мікроконтролерів. Мікроконтролери на базі стандартних індустріальних архітектур (таких, як Intel MCS-51, ARM, MIPS, PowerPC ISA) випускаються багатьма фірмами.

Див. також Редагувати

Джерела Редагувати

  1. | Мікроконтролери довкола нас — Коледж телекомунікацій та комп'ютерних технологій 28 жовтня 2019[недоступне посилання]
  2. Архів оригіналу за 21 січня 2022. Процитовано 20 листопада 2020. 
  3. Архів оригіналу за 28 листопада 2020. Процитовано 20 листопада 2020. 

Література Редагувати

  • Мікроконтролерні пристрої: навч. посіб. для студ. спец. «Мікро- та наноелектроніка» / О. С. Тонкошкур, І. В. Гомілко, О. В. Коваленко ; Дніпропетровський нац. ун-т ім. О. Гончара. — Д. : Вид-во ДНУ, 2011. — 264 c.
  • Сучасні мікроконтролери. Теорія і практика використання стандартних модулів Arduino: [навч. посіб. для студентів ВНЗ] / А. А. Зорі, В. П. Тарасюк, О. А. Штепа ; Держ. ВНЗ «Донец. нац. техн. ун-т». — Покровськ (Донец. обл.): ДонНТУ, 2017. — 281 с. : іл., табл. — ISBN 978-966-377-209-7.
  • Лисенков М. О. Мікроконтролери в приладах і пристроях: підруч. для студ. техн. спец. вищ. навч. закл. / М. О. Лисенков, І. І. Ключник ; МОН України, Харк. нац. ун-т радіоелектроніки. — Харків: ХНУРЕ, 2014. — 368 с. : іл. — ISBN 978-966-659-203-6

Посилання Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Cya stattya mistit perelik posilan ale pohodzhennya tverdzhen u nij zalishayetsya nezrozumilim cherez praktichno povnu vidsutnist vnutrishnotekstovih dzherel vinosok Bud laska dopomozhit polipshiti cyu stattyu peretvorivshi dzherela z pereliku posilan na dzherela vinoski u samomu teksti statti traven 2020 Mikrokontro ler angl microcontroller abo odnokristalnij mikrokomp yuter vikonanij u viglyadi mikroshemi specializovanij komp yuter sho vklyuchaye mikroprocesor operativnu ta postijnu pam yat dlya zberezhennya vikonuvanogo kodu program i danih porti vvodu vivodu i bloki zi specialnimi funkciyami lichilniki komparatori ACP ta inshi Plata z mikrokontrolerom AT89C2051Vikoristovuyetsya dlya keruvannya elektronnimi pristroyami Po suti ce odnokristalnij komp yuter zdatnij vikonuvati prosti zavdannya Vikoristannya odniyeyi mikroshemi znachno znizhuye rozmiri energospozhivannya i vartist pristroyiv pobudovanih na bazi mikrokontroleriv Mikrokontroleri mozhna zustriti v bagatoh suchasnih priladah takih yak telefoni pralni mashini voni vidpovidayut za robotu dviguniv i sistem galmuvannya suchasnih avtomobiliv z yih dopomogoyu stvoryuyutsya sistemi kontrolyu i sistemi zboru informaciyi Na osnovi mikrokontroleriv proektuyut ta stvoryuyut vimiryuvalni pristroyi sistemi keruvannya ob yektami ta procesami voni ye osnovoyu ohoronnih protipozhezhnih sistem domofoniv signalizacij tosho 1 Bilshist procesoriv sho vipuskayutsya u sviti mikrokontroleri Zmist 1 Istoriya 2 Opis 2 1 Periferiya 2 2 Programuvannya 2 3 Programuvannya na movi asemblera 3 Tehnologiya pam yati 3 1 Dani 3 2 Proshivka 4 Arhitekturi mikrokontroleriv 5 Div takozh 6 Dzherela 7 Literatura 8 PosilannyaIstoriya RedaguvatiPershij kontroler buv rozroblenij v 1971 roci inzhenerom angl Gary W Boone spivrobitnikom Texas Instruments U 1980 roci firma Intel vipuskaye mikrokontroler i8048 i togo zh roku piznishe i8051 Vdalij nabir periferijnih pristroyiv mozhlivist gnuchkogo viboru zovnishnoyi abo vnutrishnoyi programnoyi pam yati i prijnyatna cina zabezpechili comu mikrokontroleru uspih na rinku Z poglyadu tehnologiyi mikrokontroler i8051 buv dlya svogo chasu duzhe skladnim virobom u kristali bulo vikoristano 128 tisyach tranzistoriv sho v 4 razi perevishuvalo kilkist tranzistoriv v 16 rozryadnomu mikroprocesori i8086 Isnuye koli bilshe 200 2 3 modifikacij mikrokontroleriv sumisnih z i8051 sho vipuskayutsya dvoma desyatkami kompanij A takozh velika kilkist mikrokontroleriv inshih tipiv Populyarnistyu u rozrobnikiv koristuyutsya 8 bitovi mikrokontroleri PIC vid firmi Microchip Technology i AVR vid firmi Atmel Opis Redaguvati nbsp Blok shema mikrokontrolera i8051Pri proektuvanni mikrokontroleriv dovoditsya dotrimuvati balans mizh rozmirami i vartistyu z odnogo boku i gnuchkistyu i produktivnistyu z inshogo Dlya riznih zastosuvan optimalne spivvidnoshennya cih i inshih parametriv mozhe rozriznyatisya duzhe silno Tomu isnuye velichezna kilkist tipiv mikrokontroleriv sho vidriznyayutsya arhitekturoyu procesornogo modulya rozmirom i tipom vbudovanoyi pam yati naborom periferijnih pristroyiv tipom korpusu V toj chas yak 8 rozryadni procesori zagalnogo priznachennya povnistyu vitisneni produktivnishimi modelyami 8 rozryadni mikrokontroleri prodovzhuyut shiroko vikoristovuvatisya Ce poyasnyuyetsya tim sho isnuye velika kilkist zastosuvan v yakih ne potribna visoka produktivnist ale vazhliva nizka vartist V toj zhe chas ye mikrokontroleri z bilshimi obchislyuvalnimi mozhlivostyami napriklad cifrovi signalni procesori Obmezhennya za cinoyu i energospozhivannyam strimuyut takozh zrostannya taktovoyi chastoti kontroleriv Hocha virobniki pragnut zabezpechiti robotu svoyih virobiv na visokih chastotah voni v toj zhe chas nadayut zamovnikam vibir vipuskayuchi modifikaciyi rozrahovani na rizni chastoti i naprugu zhivlennya U bagatoh modelyah mikrokontroleriv vikoristovuyetsya statichna pam yat dlya OZP i vnutrishnih registriv Ce daye kontroleru mozhlivist pracyuvati na menshih chastotah i navit ne vtrachati dani pri povnij zupinci taktovogo generatora Chasto peredbacheni rizni rezhimi energozberezhennya v yakih vidklyuchayetsya chastina periferijnih pristroyiv i obchislyuvalnij modul Okrim OZP mikrokontroler mozhe mati vbudovanu nezalezhnu pam yat dlya zberigannya programi i danih U bagatoh kontrolerah vzagali nemaye shin dlya pidklyuchennya zovnishnoyi pam yati Najdeshevshi tipi pam yati dopuskayut lishe odnorazovij zapis Taki pristroyi pidhodyat dlya masovogo virobnictva v tih vipadkah koli programa kontrolera ne onovlyuvatimetsya Inshi modifikaciyi kontroleriv mayut mozhlivist bagatorazovogo perezapisu nezalezhnoyi pam yati Na vidminu vid procesoriv zagalnogo priznachennya v mikrokontrolerah chasto vikoristovuyetsya garvardska arhitektura Periferiya Redaguvati Nepovnij spisok periferiyi yaka mozhe buti prisutnya u mikrokontrolerah vklyuchaye Rizni interfejsi vvodu vivodu taki yak UART I2C SPI CAN USB Analogo cifrovi i cifro analogovi peretvoryuvachi Komparatori Shirotno impulsni modulyatori TajmeriProgramuvannya Redaguvati Programuvannya mikrokontroleriv zazvichaj zdijsnyuyetsya na movi asemblera abo C hocha isnuyut kompilyatori dlya inshih mov vikoristovuyutsya takozh vbudovani interpretatori Bejsika i Fortu Dlya vidlagodzhennya program vikoristovuyutsya programni simulyatori specialni programi dlya personalnih komp yuteriv sho imituyut robotu mikrokontrolera vnutrishnoshemni emulyatori elektronni pristroyi sho imituyut mikrokontroler yaki mozhna pid yednati zamist nogo do vbudovanogo pristroyu sho rozroblyayetsya ta interfejs JTAG Programuvannya na movi asemblera Redaguvati Programa napisana na movi asemblera sho zazvichaj nazivayetsya pochatkovij kod programi prohodit translyaciyu v ob yektnij kod Tehnologiya pam yati RedaguvatiZa dopomogoyu mikrokontroleriv zazvichaj vikoristovuyutsya dva vidi pam yati energonezalezhna pam yat dlya zberigannya mikroprogramnogo zabezpechennya ta pam yat dlya chitannya zapisu dlya timchasovih danih Dani Redaguvati Vid najdavnishih mikrokontroleriv do sogodni shist tranzistoriv SRAM majzhe zavzhdi vikoristovuyetsya yak robocha pam yat dlya chitannya zapisu pri comu v registrovomu fajli vikoristovuyetsya she kilka tranzistoriv na bit FRAM abo MRAM potencijno mozhut zaminiti jogo oskilki vin u 4 10 raziv shilnishe sho zrobit jogo bilsh ekonomichnim Okrim SRAM deyaki mikrokontroleri takozh mayut vnutrishnij EEPROM dlya zberigannya danih i navit ti u yakih nemaye abo yih nedostatno chasto pidklyuchayutsya do zovnishnogo poslidovnogo mikroshemi EEPROM napriklad shtampu BASIC abo zovnishnogo mikroshema poslidovnoyi fleshpam yati Proshivka Redaguvati Stari mikrokontroleri vikoristovuvali masku ROM dlya zberigannya mikroprogramnogo zabezpechennya Bilsh novi mikrokontroleri taki yak ranni versiyi mikrokontroleriv Freescale 68HC11 ta ranni mikrokontroleri PIC mali pam yat EPROM yaka vikoristovuvala napivprozore vikno dlya zabezpechennya stirannya cherez UF svitlo todi yak virobnichi versiyi ne mali takogo vikna buduchi OTP odnorazovogo programuvannya Onovlennya mikroprogramnogo zabezpechennya buli ekvivalentnimi zamini samogo mikrokontrolera tomu bagato produktiv ne mozhna bulo onoviti Arhitekturi mikrokontroleriv RedaguvatiStanom na 2011 rik ye dekilka arhitektur mikrokontroleriv Altera 16 bit soft microprocessor Nios Altera 32 biti soft microprocessor Nios II ARM 32 biti Atmel 4 bit MARC4 Atmel 8 bit RISC AVR Atmel 32 biti RISC AVR32 Cypress 8 bit M8C vikoristovuyetsya u sistemah PSoC 1 Digi International 8 bit Rabbit 2000 Rabbit 3000 Rabbit 4000 Rabbit 5000 Digi International 8 32 biti Rabbit 6000 Freescale 8 bit HC05 zastarila HC11 zastarila S08 RS08 HC08 Freescale 16 bit HC12 zastarila S12 HCS12 ta S12X HC16 Freescale 16 bit cifrovi signalni kontroleri MC56F DSP56F Freescale 32 biti Coldfire Intel 8 bit 8051 Infineon 8 bit XC800 Infineon 16 bit C166 C167 XC16x XE166 XC2000 Infineon 32 biti TriCore Lattice Semiconductor 8 bit soft microprocessor Mico8 Lattice Semiconductor 32 biti soft microprocessor Mico32 Maxim 16 bit RISC MAXQ Microchip 8 bit PIC10 PIC12 PIC16 PIC18 Microchip 16 bit PIC24F PIC24H Microchip 16 bit cifrovi signalni kontroleri dsPIC30F dsPIC33F MIPS 32 biti 64 biti Parallax 8 bit SX Parallax 32 biti 8 yader Propeller PowerPC ISA 32 biti 64 biti Renesas 8 bit 78K Renesas 16 bit 78K R8C M16C Renesas 32 biti SuperH RX V850 STMicroelectronics 8 bit ST6 ST7 STM8 STMicroelectronics 16 bit ST10 Texas Instruments 16 bit RISC MSP430 Texas Instruments 32 biti cifrovi signalni kontroleri C2000 Toshiba 8 bit TLCS 870 C TLCS 870 X Toshiba 32 biti TLCS 900 Toshiba 32 biti RISC TX19A TX19A H1 Xilinx 8 bit soft microprocessor Picoblaze Xilinx 32 biti soft microprocessor Microblaze Zilog 8 bit eZ8 eZ80 Zilog 16 bit ZNEONavedeni lishe unikalni arhitekturi mikrokontroleriv Mikrokontroleri na bazi standartnih industrialnih arhitektur takih yak Intel MCS 51 ARM MIPS PowerPC ISA vipuskayutsya bagatma firmami Div takozh RedaguvatiProgramovanij logichnij kontroller PLK UART Universalnij asinhronij prijmach peredavach Taktova chastota KontrolerDzherela Redaguvati Mikrokontroleri dovkola nas Koledzh telekomunikacij ta komp yuternih tehnologij 28 zhovtnya 2019 nedostupne posilannya Proektuvannya mikroprocesornih sistem Kreditnij modul Proektuvannya mikroprocesornih sistem na bazi mikrokontroleriv simejstva MCS 51 Programuvannya mikrokontroleriv simejstva MCS 51 Navchalnij posibnik dlya studentiv napryamu pidgotovki 6 050201 Sistemna inzheneriya kafedri Avtomatiki ta upravlinnya u tehnichnih sistemah Avtor A O Novackij K NTUU KPI 2016 156s Arhiv originalu za 21 sichnya 2022 Procitovano 20 listopada 2020 Cheshko I V Vstup do specialnosti Elektronika navchalnij posibnik Sumi Sumskij derzhavnij universitet 2017 148 s Arhiv originalu za 28 listopada 2020 Procitovano 20 listopada 2020 Literatura RedaguvatiMikrokontrolerni pristroyi navch posib dlya stud spec Mikro ta nanoelektronika O S Tonkoshkur I V Gomilko O V Kovalenko Dnipropetrovskij nac un t im O Gonchara D Vid vo DNU 2011 264 c Suchasni mikrokontroleri Teoriya i praktika vikoristannya standartnih moduliv Arduino navch posib dlya studentiv VNZ A A Zori V P Tarasyuk O A Shtepa Derzh VNZ Donec nac tehn un t Pokrovsk Donec obl DonNTU 2017 281 s il tabl ISBN 978 966 377 209 7 Lisenkov M O Mikrokontroleri v priladah i pristroyah pidruch dlya stud tehn spec vish navch zakl M O Lisenkov I I Klyuchnik MON Ukrayini Hark nac un t radioelektroniki Harkiv HNURE 2014 368 s il ISBN 978 966 659 203 6Posilannya Redaguvatihttp microchipinf com ua Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Mikrokontroler amp oldid 39440223