הבית > תערוכה > תוכן

מיקרו

Mar 08, 2019

Microcontrollers חייב לספק בזמן אמת (צפוי, אם כי לא בהכרח מהיר) בתגובה לאירועים במערכת מוטבע הם שולטים. כאשר מתרחשים אירועים מסוימים, מערכת פסיקה יכולה לאותת למעבד להשעות את עיבוד רצף ההדרכה הנוכחי ולהתחיל בשגרת שירות פסיקה (ISR או "מטפל פסיקה") אשר יבצע כל עיבוד הנדרש על בסיס המקור של ההפרעה, לפני חוזר לרצף ההוראה המקורי. מקורות פסיקה אפשריים הם תלויי התקן, ולעתים קרובות כוללים אירועים כגון גלישה של טיימר פנימי, השלמת אנלוגי להמרה דיגיטלית, שינוי ברמת הלוגיקה בקלט כגון מלחצן שנלחץ, ונתונים שהתקבלו על קישור תקשורת. כאשר צריכת החשמל חשובה כמו במכשירי סוללות, הפרעות יכולות גם להעיר מיקרו-בקר ממצב שינה של צריכת חשמל נמוכה, שבו המעבד מופסק עד שנדרש לעשות משהו באירוע היקפי.


תוכניות

בדרך כלל תוכניות מיקרו בקר צריך להתאים בזיכרון זמין על שבב, שכן זה יהיה יקר כדי לספק מערכת עם זיכרון חיצוני, להרחבה. קומפיילרים ומרכיבים משמשים להמרת שני קודי שפה ברמה גבוהה ושפת הרכבה לקוד מכונה קומפקטי לאחסון בזיכרון המיקרו-בקר. בהתאם להתקן, זיכרון התוכנית עשוי להיות זיכרון קבוע לקריאה בלבד שניתן לתכנת רק במפעל, או שהוא עשוי להיות בזיכרון פלאש הניתן לשינוי או לזיכרון הניתן למחיקה בלבד.


יצרנים יצרו לעתים קרובות גרסאות מיוחדות של בקרי המיקרו שלהם כדי לסייע בפיתוח החומרה והתוכנה של מערכת היעד. במקור אלה כללו גרסאות EPROM כי יש "חלון" על החלק העליון של המכשיר שדרכו זיכרון התוכנית ניתן למחוק על ידי אור אולטרה סגול, מוכן תכנות מחדש לאחר תכנות ("לשרוף") ואת מחזור הבדיקה. מאז 1998, גרסאות EPROM נדירות הוחלפו על ידי EEPROM ו Flash, אשר קל יותר לשימוש (ניתן למחוק אלקטרונית) ו זול יותר לייצר.


גרסאות אחרות עשויות להיות זמינות כאשר ROM הוא לגשת כמכשיר חיצוני ולא כזיכרון פנימי, אולם אלה הופכים נדירים בשל זמינות נרחב של מתכנתים זולים מיקרו.


השימוש בהתקנים הניתנים לתכנות בשטח בקר מיקרו עשוי לאפשר עדכון שדה של הקושחה או לאפשר תיקונים מאוחרים של המפעל למוצרים שנאספו אך טרם נשלחו. זיכרון הניתן לתכנות גם מקטין את זמן ההמתנה הנדרש לפריסת מוצר חדש.


איפה מאות אלפי מכשירים זהים נדרשים, באמצעות חלקים מתוכנתים בזמן הייצור יכול להיות חסכוני. אלה "מסכה מתוכנתים" חלקים יש את התוכנית הניח באותו אופן כמו ההיגיון של השבב, באותו זמן.


מיקרו-בקר מותאם אישית כולל בלוק של לוגיקה דיגיטלית שניתן להתאים אישית עבור יכולת עיבוד נוספת, ציוד היקפי וממשקים המותאמים לדרישות היישום. דוגמה אחת היא AT91CAP מ Atmel.


תכונות מיקרו-בקר אחרות

מיקרו-בקרים בדרך כלל מכילים מכמה עד עשרות סיכות קלט / פלט כלליות (GPIO). GPIO פינים הם תוכנה להגדרה או קלט או מצב פלט. כאשר סיכות GPIO מוגדרות למצב קלט, הן משמשות לעתים קרובות לקריאת חיישנים או אותות חיצוניים. מוגדר למצב הפלט, פינים GPIO יכול לנהוג התקנים חיצוניים כגון נוריות או מנועים, לעתים קרובות בעקיפין, באמצעות אלקטרוניקה כוח חיצוני.


מערכות משובצות רבות צריכות לקרוא חיישנים שמייצרים אותות אנלוגיים. זוהי המטרה של ממיר אנלוגי לדיגיטלי (ADC). מאז מעבדים בנויים לפרש ולעבד נתונים דיגיטליים, כלומר 1s ו 0s, הם לא מסוגלים לעשות שום דבר עם אותות אנלוגיים כי ניתן לשלוח אליו על ידי המכשיר. אז ממיר אנלוגי דיגיטלי משמש כדי להמיר את הנתונים הנכנסים לתוך טופס שהמעבד יכול לזהות. תכונה פחות שכיחה בכמה מיקרו-בקרים היא ממיר דיגיטלי-אנלוגי (DAC) המאפשר למעבד לפלוט אותות אנלוגיים או רמות מתח.


בנוסף לממירים, מיקרו-מעבדים רבים כוללים מגוון של טיימרים. אחד הסוגים הנפוצים ביותר של טיימרים הוא טיימר מרווח לתכנות (PIT). בור יכול לספור מערך כלשהו לאפס, או עד לקיבולת של מרשם הספירה, על גדותיו לאפס. ברגע שהוא מגיע לאפס, הוא שולח פסקול למעבד המציין שהוא סיים לספור. זה שימושי עבור התקנים כגון תרמוסטט, אשר מעת לעת לבדוק את הטמפרטורה סביבם כדי לראות אם הם צריכים להפעיל את המזגן על, תנור על, וכו '


דופק ייעודי רוחב מודולציה (PWM) לחסום מאפשר למעבד לשלוט ממירים כוח, עומסים התנגדות, מנועים, וכו ', מבלי להשתמש במשאבי CPU רבים לולאות טיימר צמוד.


מקלט / מקלט אוניברסלי אסינכרוני (UART) מאפשר לקבל ולהעביר נתונים על גבי שורה טורית עם עומס מועט על המעבד. חומרה ייעודית על שבב כוללת לעיתים קרובות יכולות לתקשר עם מכשירים אחרים (שבבי) בתבניות דיגיטליות כגון Inter-Integrated Circuit (I²C), ממשק טורי היקפי (SPI), Universal Serial Bus (USB) ו- Ethernet. [26]