I. Introduction
Microcontrôleur, en tant que composant central de la technologie électronique moderne, son historique de développement est étroitement lié à la progression de la technologie électronique. Depuis sa naissance dans le milieu -1970,, les microcontrôleurs, avec leurs avantages d'intégration élevée, de faible coût et de performances élevées, ont été largement utilisés dans de nombreux domaines, tels que le contrôle moteur, les lecteurs / scanners de codes-barres, l'électronique grand public, les jeux Appareils, téléphones, CVC, Contrôle de sécurité et d'accès des bâtiments, contrôle industriel et automatisation et produits blancs. Dans cet article, la définition, le principe de travail et les conditions de travail du microcontrôleur seront introduites en détail.
Ii Définition du microcontrôleur
Le microcontrôleur, abrégé sous forme de MCU (unité de microcontrôleur), est un micro-ordinateur sera la partie principale du micro-ordinateur intégré dans un micro-ordinateur à puce unique. Il intègre l'unité de traitement centrale (CPU), la mémoire (ROM, RAM), les interfaces, le synchronisation / compteur et le système d'interruption d'entrée / sortie (E / S), et se caractérise par sa petite taille, une faible consommation d'énergie et des performances stables. L'émergence de microcontrôleurs a grandement favorisé le développement de systèmes intégrés, permettant la réalisation d'une variété de dispositifs intelligents.
Iii. Le principe de travail du microcontrôleur
Le principe de travail du microcontrôleur est principalement basé sur le travail coopératif de ses composants internes. Plus précisément, le principe de travail du microcontrôleur peut être résumé comme suit:
Unité de traitement centrale (CPU):Le CPU est la partie centrale du microcontrôleur, responsable de l'exécution des instructions, des algorithmes de traitement des données et de contrôle. Le CPU synchronise ses opérations via des signaux d'horloge et effectue les opérations correspondantes conformément à l'ensemble d'instructions dans le programme.
Mémoire:Les microcontrôleurs contiennent une variété de souvenirs internes, y compris la mémoire du programme (flash ou EEPROM) et la mémoire des données (RAM). La mémoire du programme est utilisée pour maintenir le code du programme et la mémoire de données est utilisée pour maintenir les données utilisées dans le programme. La taille et le type de mémoire dépendent du modèle de microcontrôleur spécifique.
Interfaces périphériques:Une variété d'interfaces périphériques sont intégrées dans le microcontrôleur, y compris les entrées et sorties à usage général (GPIO), les entrées et sorties analogiques (ADC, DAC), les interfaces de communication (UARTS, SPI, I2CS), les minuteries et les PWM. Ces interfaces périphériques permettent au microcontrôleur d'échanger des données et de contrôler avec des dispositifs externes.
Mécanisme de manipulation d'interruption:Le microcontrôleur prend en charge un mécanisme d'interruption par lequel lorsqu'un événement externe se produit (par exemple, une touche est enfoncée, la réception de données est terminée, etc.), le microcontrôleur interrompt l'exécution du programme actuelle et passe à l'exécution du programme de service d'interruption correspondant. Ce mécanisme permet au microcontrôleur de répondre aux événements externes en temps réel, améliorant le temps réel et la fiabilité du système.
Pendant le fonctionnement du microcontrôleur, le CPU lit d'abord une instruction de la mémoire du programme et exécute l'instruction. L'exécution de l'instruction peut impliquer des opérations telles que la lecture des données, le traitement, le stockage et le contrôle des périphériques. Lorsqu'un événement externe se produit, le microcontrôleur détermine s'il est nécessaire d'interrompre l'exécution actuelle du programme en fonction de la priorité d'interruption et exécute le programme de service d'interruption correspondant. Après l'exécution du programme de service d'interruption, le microcontrôleur reviendra au point d'exécution du programme d'origine pour continuer à exécuter le programme.
Iv. Conditions de fonctionnement du microcontrôleur
Afin de garantir le fonctionnement normal et stable du microcontrôleur doit remplir les trois conditions de base suivantes:
Alimentation:Le microcontrôleur doit fonctionner sous une certaine alimentation. L'alimentation de fonctionnement est généralement fournie par le circuit d'alimentation, la plage de tension est généralement de 3 à 5 V. Certains microcontrôleurs à l'état d'économie d'énergie, la tension d'alimentation ne peut pas être perdue, sinon le microcontrôleur ne pourra pas se réveiller encore.
Réinitialiser le circuit:Le circuit de réinitialisation est utilisé pour générer le niveau de réinitialisation du microcontrôleur. Au moment où le microcontrôleur obtient une alimentation, le circuit de réinitialisation fournira le niveau de réinitialisation au microcontrôleur pour le réinitialiser. Après réinitialisation, le microcontrôleur commence à fonctionner à partir de l'état initial.
Circuit d'oscillation d'horloge: le circuit d'oscillation d'horloge est la base du fonctionnement normal du microcontrôleur. Diverses opérations du microcontrôleur (par exemple, des données de magasin / récupération, de stockage analogique, etc.) sont entraînées par des impulsions d'horloge. Ce n'est que sous l'action de l'impulsion d'horloge que le microcontrôleur peut fonctionner de manière ordonnée.
V. Conclusion
En tant que composant central de la technologie électronique moderne, l'historique de développement du microcontrôleur est étroitement lié à la progression de la technologie électronique. Grâce à l'introduction détaillée de sa définition, de ses principes de travail et de ses conditions de travail, nous pouvons avoir une compréhension plus approfondie de la position et du rôle important du microcontrôleur dans la technologie moderne. Avec les progrès continus de la technologie et l'expansion des champs d'application, les performances et les fonctions des microcontrôleurs seront encore améliorées et perfectionnées, injectant une nouvelle vitalité dans le développement futur de la science et de la technologie.