Реферат Курсовая Конспект
Структура микроконтроллера АTmega8515 - раздел Философия, Дисциплина МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ Методические указания 1.2 Условное графическое обозначение УГО микроконтроллера AVR ATmega8515 Основой Микроконтроллеров (Мк) Avr Является 8-Битное Микропроцессорное Ядро И...
|
Основой микроконтроллеров (МК) AVR является 8-битное микропроцессорное ядро или центральное процессорное устройство (ЦПУ), построенное на принципах RISС – архитектуры (Reduced Instruction Set Computing – вычисления с помощью ограниченного набора команд).
По числу команд процессоры подразделяют на CISC (Complex Instruction Set Computer) и RISC. Термин CISC обозначает сложную систему команд, RISC – сокращенную. Идея RISC – это тщательный подбор команд, которые можно было бы выполнить за один такт. Таким образом, упрощается аппаратная реализация процессора, сокращается число транзисторов, снижается потребляемая мощность и цена. Очевидно, что в общем случае одной CISC-команде должны соответствовать несколько RISC-команд. Однако обычно выигрыш в быстродействии у RISC перекрывает потери. Так, самая быстрая команда у микроконтроллера серии 8051(выполнен на базе МП КР580ВМ80А) выполняется за 12 тактов. Даже если для каждой CISC – инструкции потребуется выполнить три RISC – инструкции, то в итоге RISC – архитектура будет в 4 раза производительней. В настоящее время грань между RISC и CISC стирается. Например, AVR имеют примерно 130 команд, что соответствует CISC, но большинство из них выполняется за один такт, что является признаком RISC. Поэтому в настоящее время основным признаком RISC принято считать выполнение команд за один такт.
Основой этого блока служит арифметико-логическое устройство (АЛУ). По системному тактовому сигналу из памяти программ в соответствии с содержимым счетчика команд (Program Counter – PC) выбирается очередная команда и выполняется АЛУ(ALU). Во время выбора команды из памяти программ происходит выполнение предыдущей выбранной команды, что и позволяет достичь быстродействия 1 MIPS на 1 МГц.
АЛУ подключено непосредственно ко всем регистрам общего назначения РОН (General Purpose Registers – GPR), объединенных в регистровый файл. За один тактовый цикл ALU выполняет операцию между регистрами этого регистрового файла. Операции ALU подразделяются на три основные категории: арифметические, логические и операции над битами.
Регистров общего назначения всего 32, они имеют байтовый формат, то есть каждый из них состоит из восьми бит. РОН находятся в начале адресного пространства оперативной памяти, но физически не являются ее частью. Поэтому к ним можно обращаться двумя способами (как к регистрам и как к памяти). Такое решение является особенностью AVR и повышает эффективность работы и производительность микроконтроллера. Отличие между регистрами и оперативной памятью состоит в том, что с регистрами можно производить любые операции (арифметические, логические, битовые), а в оперативную память можно лишь записывать данные из регистров.
В микроконтроллерах AVR реализована Гарвардская архитектура, в соответствии с которой разделены не только адресные пространства памяти программ и памяти данных, но и шины доступа к ним. Каждая из областей памяти данных (оперативная память и EEPROM) также расположена в своем адресном пространстве.
Различаю два типа организации памяти Неймановская и Гарвардская. В 1945г. американский математик Джон фон Нейман сформулировал основные принципы работы современных компьютеров. Им была предложена архитектура, получившая его имя (von Neumann architecture) и предполагающая хранение программ и данных в общей памяти (1946 г.). Сегодня такая архитектура наиболее характерна для микропроцессоров, ориентированных на использование в компьютерах. Примером могут служить микропроцессоры семейства х86.
Архитектура, предполагающая раздельное использование памяти программ и данных, носит название гарвардской (Harvard architecture). Гарвардская архитектура позволяет центральному процессору работать одновременно как с памятью программ, так и с памятью данных, что существенно увеличивает производительность.
Подсистема ввода-вывода МК АTmega8515 обеспечивает:
– программное конфигурирование и выбор портов ввода-вывода,
– выводы могут программироваться как входы и как выходы независимо друг от друга,
– возможность подключения ко всем входам подтягивающих резисторов (R=35–120кОм).
В состав МК АTmega8515 включены следующие периферийные устройства:
– 8- разрядный таймер/счетчик (Timer/Counter) – генератор с ШИМ,
–16- разрядный таймер/счетчик(Timer/Counter) – генератор с ШИМ переменной разрядности,
– сторожевой таймер (Watchdog Timer–WDT),
– универсальный синхронно/асинхронный приемо-передатчик (USART),
– последовательный синхронный интерфейс (SPI).
РВ0-РВ7 PD0-PD7 |
Рис. 3. Структурная схема микроконтроллера АTmega8515 |
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Федеральное государственное образовательное учреждение СПО... Нижегородский радиотехнический колледж... Дисциплина МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Структура микроконтроллера АTmega8515
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов