Міністерство освіти і науки Калузької області
Державне бюджетне освітня установа середньої професійної освіти Калузької області
«Сосенский радіотехнічний технікум»
(ГБОУ СПО «СРТ»)
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з дисципліни МДК 02.01 «Мікропроцесорні системи»
На тему: Характеристика мікроконтролера одного з сімейств
Розробив: Верхоламов Павло Михайлович
Група: КСК31- 12
Спеціальність: 230113 «Комп'ютерні системи та комплекси»
Введення
Мікроконтролер (англ. Micro Controller Unit, MCU) - мікросхема, призначена для управління електронними пристроями. Типовий мікроконтролер поєднує на одному кристалі функції процесора і периферійних пристроїв, містить ОЗУ і (або) ПЗУ. По суті, це однокристальний комп'ютер, здатний виконувати відносно прості завдання. З появою однокристальних мікро-ЕОМ пов'язують початок ери масового застосування комп'ютерної автоматизації в галузі управління. Мабуть, ця обставина і визначило термін «контролер» (англ. Controller - регулятор, керуючий пристрій).
У зв'язку зі спадом вітчизняного виробництва та збільшенням імпорту техніки, у тому числі обчислювальної, термін «мікроконтролер» (МК) витіснив з ужитку раніше використовувався термін «однокристальна мікро-ЕОМ». Перший патент на однокристальну мікро-ЕОМ був виданий в 1971 році інженерам М. Кочрену і Г. Буну, працівникам американської Texas Instruments. Саме вони запропонували на одному кристалі розмістити не тільки процесор, але і пам'ять з пристроями введення-виведення. У 1976 році американська фірма Intel випускає мікроконтролер i8048. У 1978 році фірма Motorola випустила свій перший мікроконтролер MC6801, сумісний за системою команд з випущеним раніше мікропроцесором MC6800. Через 4 роки, в 1980 році, Intel випускає наступний мікроконтролер: i8051.
Вдалий набір периферійних пристроїв, можливість гнучкого вибору зовнішньої або внутрішньої програмної пам'яті і прийнятна ціна забезпечили цьому мікроконтролеру успіх на ринку. З точки зору технології мікроконтролер i8051 був для свого часу дуже складним виробом - в кристалі було використано 128 тис. Транзисторів, що в 4 рази перевищувала кількість транзисторів в 16-розрядному мікропроцесорі i8086. На сьогоднішній день (10 жовтня 2013) існує більше 200 модифікацій мікроконтролерів, сумісних з i8051, що випускаються двома десятками компаній, і велика кількість мікроконтролерів інших типів.
Популярністю у розробників користуються 8-бітові мікроконтролери PIC фірми Microchip Technology і AVR фірми Atmel, 16-бітові MSP430 фірми TI, а також 32-бітові мікроконтролери, архітектури ARM, яку розробляє фірма ARM Limited і продає ліцензії іншим фірмам для їх виробництва. Незважаючи на популярність в Росії мікроконтролерів згаданих вище, за даними Gartner Grup від 2009 року світовий рейтинг за обсягом продажів виглядає інакше: перше місце з великим відривом займає Renesas Electronics на другому Freescale, на третьому Samsung, потім йдуть Microchip і TI, далі всі інші. У СРСР велися розробки оригінальних мікроконтролерів, також освоювався випуск клонів найбільш вдалих зарубіжних зразків.
У 1979 році в СРСР НДІ ТТ розробили однокристальну 16-розрядну ЕОМ К1801ВЕ1, мікроархітектура якої називалася «Електроніка НЦ». При проектуванні мікроконтролерів доводиться дотримувати баланс між розмірами і вартістю з одного боку і гнучкістю і продуктивністю з іншого. Для різних додатків оптимальне співвідношення цих та 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 і т. Д.
На відміну від звичайних комп'ютерних мікропроцесорів, в мікроконтролерах часто використовується Гарвардська архітектура пам'яті, тобто роздільне зберігання даних і команд в ОЗУ і ПЗУ відповідно. Крім ОЗУ, мікроконтролер може мати вбудовану незалежну пам'ять для зберігання програми і даних. У багатьох контроллерах взагалі немає шин для підключення зовнішньої пам'яті. Найбільш дешеві типи пам'яті допускають лише одноразовий запис. Такі пристрої підходять для масового виробництва в тих випадках, коли програма контролера НЕ буде оновлюватися. Інші модифікації контролерів володіють можливістю багаторазового перезапису незалежній пам'яті. Обмеження за ціною і енергоспоживанню стримують також зростання тактової частоти контролерів. Хоча виробники прагнуть забезпечити роботу своїх виробів на високих частотах, вони, в той же ча...
