¿Qué es un microcontrolador? ¿Para qué se utiliza?

Definición de microcontrolador

Microcontrolador se refiere a un sistema informático completo integrado en un chip. Aunque la mayoría de sus funciones están integradas en un pequeño chip, cuenta con la mayoría de los componentes necesarios para un ordenador completo: CPU, memoria, sistemas de bus interno y externo, y actualmente la mayoría también cuenta con memoria externa. Al mismo tiempo, se integran dispositivos periféricos como interfaces de comunicación, temporizadores y relojes en tiempo real. Los sistemas de microcomputadoras de un solo chip más potentes de la actualidad pueden incluso integrar sonido, imágenes, redes y sistemas complejos de entrada y salida en un solo chip.

El microcontrolador también recibe el nombre de microcontrolador (Microcontroller) porque se utilizó por primera vez en el campo del control industrial. Los microcontroladores se desarrollan a partir de procesadores dedicados con sólo una CPU en el chip. El primer concepto de diseño fue integrar una gran cantidad de dispositivos periféricos y CPU en un solo chip para hacer que el sistema informático fuera más pequeño y más fácil de integrar en dispositivos de control complejos con estrictos requisitos de volumen. El Z80 de INTEL fue el primer procesador diseñado según esta idea. Desde entonces, el desarrollo de microcontroladores y procesadores de propósito especial ha seguido caminos separados.

Los primeros microcontroladores eran todos de 8 o 4 bits. El más exitoso es el 8031 ​​de INTEL, que ha recibido grandes elogios por su simplicidad, confiabilidad y buen rendimiento. Desde entonces, la serie MCS51 de sistemas de microcontroladores se ha desarrollado basándose en 8031. Los sistemas de microcontroladores basados ​​en este sistema todavía se utilizan ampliamente en la actualidad. A medida que aumentaron los requisitos en el campo del control industrial, comenzaron a aparecer microcontroladores de 16 bits, pero no se utilizaron ampliamente debido a su rendimiento de costos insatisfactorio. Con el rápido desarrollo de los productos electrónicos de consumo después de la década de 1990, la tecnología de los microcontroladores ha mejorado enormemente. Con la aplicación generalizada de la serie INTEL i960, especialmente la serie ARM posterior, los microcontroladores de 32 bits reemplazaron rápidamente el estado de gama alta de los microcontroladores de 16 bits y entraron en el mercado principal. El rendimiento de los microcontroladores tradicionales de 8 bits también ha mejorado rápidamente y la potencia de procesamiento ha aumentado cientos de veces en comparación con la década de 1980. En la actualidad, la frecuencia principal de los microcontroladores de 32 bits de alta gama ha superado los 300 MHz y su rendimiento está alcanzando muy de cerca a los procesadores especiales de mediados de la década de 1990. El precio de fábrica de los modelos normales ha bajado a 1 dólar estadounidense, y es el más alto. El modelo final cuesta sólo 10 dólares estadounidenses. Los sistemas de microcontroladores contemporáneos ya no se desarrollan ni se utilizan únicamente en entornos básicos. Una gran cantidad de sistemas operativos integrados dedicados se utilizan ampliamente en una gama completa de microcontroladores. Y los microcontroladores de alta gama, que son el procesamiento central de las computadoras portátiles y los teléfonos móviles, pueden incluso usar directamente sistemas operativos dedicados Windows y Linux.

Los microcontroladores son más adecuados para sistemas integrados que los procesadores dedicados, por lo que son los que tienen más aplicaciones. De hecho, los microcontroladores son las computadoras más numerosas del mundo. Los microcontroladores están integrados en casi todos los productos electrónicos y mecánicos utilizados en la vida humana moderna. Los teléfonos móviles, calculadoras, electrodomésticos, juguetes electrónicos, computadoras de mano, ratones y otros accesorios informáticos están equipados con 1 o 2 microcontroladores. También habrá una gran cantidad de microcontroladores trabajando en computadoras personales. Los automóviles generalmente están equipados con más de 40 microcontroladores, y los complejos sistemas de control industrial pueden incluso tener cientos de microcontroladores funcionando al mismo tiempo. La cantidad de microcontroladores no sólo excede con creces la cantidad de PC y otras computadoras combinadas, sino que es incluso mayor que la cantidad de humanos.

[Editar este párrafo] Introducción a la microcomputadora de un solo chip

La microcomputadora de un solo chip también se llama microcontrolador de un solo chip. No es un chip que completa una determinada función lógica, pero sí. integra un sistema informático en un solo chip. En pocas palabras: un chip se convierte en una computadora. Su pequeño tamaño, peso ligero y precio económico proporcionan condiciones convenientes para el aprendizaje, la aplicación y el desarrollo. Al mismo tiempo, aprender a utilizar microcontroladores es la mejor opción para comprender los principios y estructuras de la computadora.

El microcontrolador también utiliza módulos similares a las funciones de la computadora, como CPU, memoria, bus paralelo y dispositivos de almacenamiento que tienen la misma función que los discos duros. La diferencia es que el rendimiento de estos componentes es comparable al de los discos duros. el de nuestros ordenadores domésticos es mucho más débil, pero el precio también es bajo, generalmente no más de 10 yuanes... Basta con utilizarlo para realizar algunas tareas no muy complicadas, como controlar aparatos eléctricos.

¡Se puede ver en las lavadoras de tambor totalmente automáticas, en las campanas extractoras, en los VCD y en otros electrodomésticos que utilizamos ahora! ...Se utiliza principalmente como componente central de la sección de control.

Es una computadora de control en línea en tiempo real. En línea significa control en el sitio. Lo que se requiere es una fuerte capacidad antiinterferencia y un menor costo. Esto también es diferente de las computadoras fuera de línea (como las PC domésticas). . ) la principal diferencia.

El microcontrolador depende de programas y puede modificarse. Se realizan diferentes funciones a través de diferentes programas, especialmente algunas funciones especiales y únicas. Esto es algo que otros dispositivos requieren mucho esfuerzo para lograr y algunas son difíciles de lograr incluso con un gran esfuerzo. Si se implementa una función no muy complicada utilizando hardware puro como la serie 74 desarrollada en los Estados Unidos en los años 50 o la serie CD4000 en los años 60, ¡el circuito debe ser una placa PCB grande! Pero si utilizamos la serie de microcontroladores que se comercializaron con éxito en los Estados Unidos en la década de 1970, ¡los resultados serán muy diferentes! ¡Solo porque el microcontrolador puede lograr alta inteligencia, alta eficiencia y alta confiabilidad a través de los programas que usted escribe!

Dado que los microcontroladores son sensibles a los costos, el software actualmente dominante sigue siendo el lenguaje ensamblador de nivel más bajo, excepto el código de máquina binario. Si es de tan bajo nivel, ¿por qué usarlo? ? Muchos lenguajes de alto nivel han alcanzado el nivel de programación visual, ¿por qué no utilizarlos? La razón es muy simple, es decir, el microcontrolador no tiene una CPU como una computadora doméstica, ni un dispositivo de almacenamiento masivo como un disco duro. Incluso si solo hay un botón en un pequeño programa escrito en un lenguaje visual de alto nivel, ¡alcanzará un tamaño de docenas de K! Está bien para el disco duro de una PC doméstica, pero es inaceptable para un microcontrolador. La tasa de utilización de los recursos de hardware del microcontrolador debe ser muy alta, por lo que, aunque el ensamblaje es primitivo, todavía se usa ampliamente. De la misma manera, si el sistema operativo y el software de aplicación de una supercomputadora se ejecutan en una PC doméstica, la PC doméstica no podrá soportarlo.

Se puede decir que el siglo XX ha abarcado tres eras "eléctricas", a saber, la era eléctrica, la era electrónica y la era informática que ahora ha entrado. Sin embargo, este tipo de computadora generalmente se refiere a una computadora personal, o PC para abreviar. Consta de un host, teclado, monitor, etc. Existe otro tipo de ordenador con el que la mayoría de la gente no está muy familiarizada. Este tipo de computadora es una computadora de un solo chip (también conocida como microcontrolador) que imparte inteligencia a varias máquinas. Como sugiere el nombre, este sistema informático mínimo utiliza solo un circuito integrado para realizar cálculos y controles simples. Debido a su pequeño tamaño, suele estar escondido en el "vientre" de la máquina controlada. Desempeña el mismo papel que la mente humana en todo el dispositivo. Si sale mal, todo el dispositivo quedará paralizado. Hoy en día, este tipo de microcontrolador se utiliza en una amplia gama de campos, como instrumentos inteligentes, control industrial en tiempo real, equipos de comunicación, sistemas de navegación, electrodomésticos, etc. Una vez que varios productos utilizan microcontroladores, pueden actualizarlos. El adjetivo "inteligente" a menudo se coloca delante del nombre del producto, como las lavadoras inteligentes. Hoy en día, algunos productos producidos por técnicos en algunas fábricas u otros desarrolladores electrónicos aficionados tienen circuitos demasiado complejos o funciones demasiado simples y se copian fácilmente. El motivo puede ser que el producto no utiliza un microcontrolador u otros dispositivos lógicos programables.

Historia de los Microcontroladores

Los microcontroladores nacieron a finales de los años 1970 y han pasado por tres etapas: SCM, MCU y SoC.

1. SCM es la etapa de microcomputadora de un solo chip (Single Chip Microcomputer), que busca principalmente la mejor arquitectura para el mejor sistema integrado de un solo chip. El éxito del "modelo de innovación" estableció un camino de desarrollo completamente diferente para SCM y las computadoras en general. Intel ha desempeñado un papel importante como pionero en el desarrollo independiente de sistemas integrados.

2. En la etapa MCU (Unidad Micro Controladora), la principal dirección de desarrollo técnico es: expandir continuamente varios circuitos periféricos y circuitos de interfaz que cumplan con los requisitos del sistema de destino en aplicaciones integradas, destacando su control inteligente. capacidades de los objetos.

Todos los campos que involucra están relacionados con sistemas de objetos, por lo que la importante tarea de desarrollar MCU recae inevitablemente en los fabricantes de tecnología eléctrica y electrónica. Desde esta perspectiva, la desaparición gradual de Intel del desarrollo de MCU también tiene sus factores objetivos. En términos de desarrollo de MCU, el fabricante más famoso es Philips.

Philips, con sus enormes ventajas en aplicaciones integradas, ha desarrollado rápidamente el MCS-51 desde un microordenador de un solo chip hasta un microcontrolador. Por lo tanto, cuando revisamos el camino de desarrollo de los sistemas integrados, no olvidemos los logros históricos de Intel y Philips.

3. La microcomputadora de un solo chip es el camino de desarrollo independiente de los sistemas integrados. Un factor importante en el desarrollo hasta la etapa de MCU es buscar maximizar la solución de los sistemas de aplicación en el chip. de microcomputadoras dedicadas de un solo chip forma naturalmente la tendencia SoC. Con el desarrollo de la tecnología microelectrónica, el diseño de circuitos integrados y las herramientas EDA, el diseño de sistemas de aplicaciones de microcontroladores basados ​​en SoC tendrá un mayor desarrollo. Por lo tanto, la comprensión de las microcomputadoras de un solo chip se puede ampliar desde las microcomputadoras de un solo chip y los microcontroladores de un solo chip hasta los sistemas de aplicaciones de un solo chip.

[Editar este párrafo] Campos de aplicación de los microcontroladores

Actualmente, los microcontroladores han penetrado en todos los ámbitos de nuestra vida, y es casi difícil encontrar algún campo sin rastros de microcontroladores. Dispositivos de navegación con misiles, control de diversos instrumentos en aviones, comunicación por redes informáticas y transmisión de datos, control en tiempo real y procesamiento de datos de procesos de automatización industrial, tarjetas IC inteligentes ampliamente utilizadas, sistemas de seguridad para automóviles civiles de lujo, control de vídeo de máquinas, cámaras , lavadoras totalmente automáticas, así como juguetes controlados por programas, mascotas electrónicas, etc. son inseparables de los microcontroladores. Por no hablar de los robots, los instrumentos inteligentes y los equipos médicos en el campo del control automático. Por tanto, el aprendizaje, desarrollo y aplicación de los microcontroladores creará un grupo de científicos e ingenieros en aplicaciones informáticas y control inteligente.

Los microcontroladores se utilizan ampliamente en los campos de instrumentación, electrodomésticos, equipos médicos, aeroespacial, gestión inteligente y control de procesos de equipos especiales, y se pueden dividir aproximadamente en las siguientes categorías:

1. Aplicación en instrumentos inteligentes

Los microcontroladores tienen las ventajas de tamaño pequeño, bajo consumo de energía, fuerte función de control, expansión flexible, miniaturización y facilidad de uso. Se utilizan ampliamente en instrumentos y medidores, combinando diferentes. tipos de El sensor puede medir cantidades físicas como voltaje, potencia, frecuencia, humedad, temperatura, flujo, velocidad, espesor, ángulo, longitud, dureza, elemento, presión, etc. El uso del control por microcontrolador hace que los instrumentos sean digitales, inteligentes y miniaturizados, y sus funciones son más potentes que las que utilizan circuitos electrónicos o digitales. Por ejemplo, equipos de medición de precisión (medidores de potencia, osciloscopios, analizadores diversos).

2. Aplicación en control industrial

Se pueden construir varios tipos de sistemas de control y sistemas de adquisición de datos utilizando microcontroladores. Por ejemplo, gestión inteligente de líneas de montaje de fábricas, control inteligente de ascensores, varios sistemas de alarma y redes de computadoras para formar un sistema de control secundario, etc.

3. Aplicación en electrodomésticos

Se puede decir que los electrodomésticos actuales están controlados básicamente por microcomputadoras de un solo chip, desde ollas arroceras, lavadoras, refrigeradores y aires acondicionados. , televisores en color, otros equipos de audio y vídeo y equipos de pesaje electrónicos, todos ellos son diversos y ubicuos.

4. Aplicación en el campo de las redes informáticas y las comunicaciones

Los microcontroladores modernos generalmente tienen interfaces de comunicación que pueden comunicar datos fácilmente con las computadoras, lo que proporciona una buena base para su uso en redes informáticas. y equipos de comunicación Proporciona excelentes condiciones materiales para aplicaciones espaciales. Hoy en día, los equipos de comunicación básicamente realizan el control inteligente de microcomputadoras de un solo chip, desde teléfonos móviles, teléfonos, pequeños interruptores controlados por programas, sistemas de llamadas de comunicación automáticas, comunicaciones inalámbricas de trenes. a todas partes en el trabajo diario Teléfonos móviles visibles, comunicaciones móviles troncalizadas, radio walkie-talkies, etc.

5. Aplicación del microordenador de un solo chip en el campo de los equipos médicos

El microordenador de un solo chip también se utiliza ampliamente en equipos médicos, como ventiladores médicos, diversos analizadores, monitores, y equipos de diagnóstico por ultrasonidos y sistemas de llamada a cama, etc.

6. Aplicación modular en varios electrodomésticos grandes

Algunos microcontroladores de propósito especial están diseñados para implementar funciones específicas, lo que permite la aplicación modular en varios circuitos sin que los usuarios deban comprender su funcionamiento interno. estructura. Por ejemplo, un microcontrolador integrado de música tiene una función aparentemente simple que está miniaturizada en un chip electrónico puro (diferente del principio de una unidad de cinta), que requiere principios complejos similares a los de una computadora. Por ejemplo: las señales de música se almacenan en la memoria en forma digital (similar a la ROM), se leen mediante el microcontrolador y se convierten en señales eléctricas de música analógicas (similares a las tarjetas de sonido).

En circuitos grandes, esta aplicación modular reduce en gran medida el tamaño, simplifica el circuito, reduce las tasas de daños y errores y facilita la sustitución.

Además, los microcontroladores se utilizan ampliamente en la industria y el comercio, las finanzas, la investigación científica, la educación, la defensa nacional, la industria aeroespacial y otros campos.

[Editar este párrafo] Seis partes importantes del proceso de aprendizaje

Seis partes importantes del proceso de aprendizaje del microcontrolador

1. Bus: Sabemos que un Circuitos Siempre están formados por componentes conectados por cables. En los circuitos analógicos el cableado no se convierte en un problema porque generalmente existe una relación en serie entre los componentes. No hay muchas conexiones entre los componentes, pero en los circuitos de computadora es diferente. Se basa en un microprocesador como núcleo. Cada dispositivo debe estar conectado al microprocesador. El trabajo de cada dispositivo debe coordinarse entre sí, por lo que se requieren muchas conexiones si sigue siendo el mismo que un circuito analógico. Hay conexiones separadas entre cada microprocesador y cada dispositivo, la cantidad de líneas será asombrosa, por lo que se introduce el concepto de bus en el microprocesador. Cada dispositivo disfruta de la misma conexión y los 8 datos de todos los dispositivos están conectados a todas las líneas. 8 líneas comunes, lo que equivale a conectar los dispositivos en paralelo, pero esto por sí solo no es suficiente. Si dos dispositivos envían datos al mismo tiempo, uno es 0 y el otro es 1, entonces, ¿qué recibe exactamente el receptor? ¿él? Esta situación no está permitida, por lo que debe controlarse a través de la línea de control para que el dispositivo funcione en tiempo compartido. Solo un dispositivo puede enviar datos a la vez (varios dispositivos pueden recibirlos al mismo tiempo). La línea de datos del dispositivo también se denomina bus de datos y todas las líneas de control del dispositivo se denominan bus de control. Hay unidades de almacenamiento dentro del microcontrolador o en memorias externas y otros dispositivos. A estas unidades de almacenamiento se les deben asignar direcciones antes de que puedan usarse. Por supuesto, las direcciones asignadas también se dan en forma de señales eléctricas, ya que hay muchas unidades de almacenamiento. , se utilizan para la asignación de direcciones. También hay muchas líneas, y estas líneas se denominan buses de direcciones.

2. Datos, dirección e instrucciones: la razón por la que estos tres se juntan es porque la esencia de estos tres es la misma: números o una cadena de '0's y una secuencia de '1's. En otras palabras, las direcciones y las instrucciones también son datos. Comando: un número especificado por el diseñador del chip del microcontrolador. Tiene una correspondencia estricta uno a uno con nuestros mnemónicos de comando de uso común y el desarrollador del microcontrolador no puede cambiarlo. Dirección: es la base para encontrar las unidades de almacenamiento internas y externas y los puertos de entrada y salida del microcontrolador. El valor de la dirección de la unidad interna ha sido especificado por el diseñador del chip y no puede cambiarse. desarrollador del microcontrolador, pero hay algunas unidades de dirección. Debe estar allí (consulte el proceso de ejecución del programa para obtener más detalles). Datos: este es un objeto procesado por un microprocesador. Es diferente en varios circuitos de aplicación. En términos generales, los datos que se procesan pueden tener las siguientes situaciones:

1? ), es decir, la dirección 1000H se envía al DPTR.

2? Palabra de modo o palabra de control (como MOV TMOD, #3), 3 es la palabra de control.

3? Constante (como MOV TH0, #10H) 10H es la constante de tiempo.

4? Valor de salida real (por ejemplo, el puerto P1 está conectado a una luz de color. Si desea que las luces sean completamente brillantes, ejecute el comando: MOV P1, #0FFH. Si desea el las luces estén completamente oscuras, ejecute el comando: MOV P1, #00H) Aquí 0FFH y 00H son valores de salida reales. Otro ejemplo es el código de glifo utilizado para LED, que también es el valor de salida real.

Una vez que se comprende la naturaleza de las direcciones y las instrucciones, no es difícil entender por qué el programa se ejecuta y ejecuta datos como instrucciones.

3. El uso de la segunda función del puerto P0, el puerto P2 y el puerto P3: Cuando los principiantes a menudo se confunden acerca del uso de la segunda función del puerto P0, el puerto P2 y el puerto P3, piensan que la segunda función es Al igual que la función original, debe haber un proceso de conmutación o una instrucción. De hecho, la segunda función de cada puerto es completamente automática y no es necesario utilizar instrucciones para cambiar. Por ejemplo, P3.6 y P3.7 son señales WR y RD respectivamente. Cuando el procesador del microchip está conectado a una RAM externa o tiene un puerto de E/S externo, se utilizan como segunda función y no se pueden utilizar como general. Puerto de E/S Tan pronto como el microprocesador ejecute la instrucción MOVX, se enviará una señal correspondiente desde P3.6 o P3.7, sin necesidad de instrucciones de instrucción por adelantado. De hecho, "no se puede utilizar como puerto de E/S de uso general" no significa "no se puede" sino que (el usuario) "no" lo utilizará como puerto de E/S de uso general. Puede organizar completamente una instrucción SETB P3.7 en la instrucción, y cuando el microcontrolador ejecute esta instrucción, también hará que P3.7 sea de alto nivel, pero los usuarios no harán esto porque esto generalmente puede causar que el sistema falle.

4. Proceso de ejecución del programa: el valor en el contador de programa (PC) en 8051 del microcontrolador después del reinicio del encendido es '0000', por lo que el programa siempre comienza la ejecución desde la unidad '0000'. es decir: La unidad '0000' debe existir en la ROM del sistema, y ​​lo que se almacena en la unidad '0000' debe ser una instrucción.

5. Pila: La pila es un área utilizada para almacenar datos. No hay nada especial en esta área en sí. Es solo una parte de la RAM interna. Lo que es especial es que almacena y accede a los datos. , el llamado "primero en entrar, último en salir, último en entrar, primero en salir", y la pila tiene instrucciones especiales de transferencia de datos, a saber, "PUSH" y "POP", y tiene una unidad especial dedicada a servirlas, es decir, el puntero de pila SP, cada uno Cuando se ejecuta una instrucción PUSH, SP aumenta automáticamente en 1 (según el valor original). Siempre que se ejecuta una instrucción POP, SP disminuye automáticamente en 1 (según el valor original). Dado que el valor en SP se puede cambiar mediante instrucciones, siempre que el valor de SP se cambie al comienzo del programa, la pila se puede configurar en la unidad de memoria especificada. Por ejemplo, al comienzo del programa, use un. MOV SP, instrucción #5FH. Luego, la pila se configura en celdas comenzando desde la celda de memoria 60H. Generalmente, siempre hay una instrucción para configurar el puntero de la pila al inicio del programa, porque al iniciar, el valor inicial de SP es 07H, lo que hace que la pila comience desde la unidad 08H y regrese, y el área de 08H a 1FH es la segunda y tercera ubicación de 8031. A menudo se utiliza la cuarta área de registro de trabajo, lo que provocará confusión en los datos. Cuando diferentes autores escriben programas, las instrucciones de la pila de inicialización no son exactamente las mismas. Esto es una cuestión de hábitos del autor. Cuando se configura el área de la pila, no significa que el área se convierta en una memoria especial. Todavía se puede usar como un área de memoria ordinaria, pero generalmente los programadores no la usarán como memoria ordinaria.

6. Proceso de desarrollo del microcontrolador: El proceso de desarrollo mencionado aquí no comienza con el análisis de tareas como se menciona en los libros generales. Asumimos que el hardware ha sido diseñado y producido, y lo siguiente es el trabajo de escritura. software. Antes de escribir software, primero debe determinar algunas constantes y direcciones. De hecho, estas constantes y direcciones se determinaron directa o indirectamente durante la etapa de diseño. Por ejemplo, cuando se diseña el cableado de un dispositivo, se determina su dirección. Cuando se determina la función del dispositivo, también se determina su palabra de control. Luego use un editor de texto (como EDIT, CCED, etc.) para escribir el software. Después de escribir, use un compilador para compilar el archivo del programa fuente y verificar si hay errores hasta que no haya errores de sintaxis. La máquina de simulación se utiliza generalmente para ejecutar el software y realizar la depuración hasta que el programa se ejecute correctamente. Después de ejecutarlo correctamente, puede escribir la película (solidificar el programa en EPROM).

Una vez compilado el programa fuente, se genera un archivo objeto con la extensión HEX. Generalmente, los programadores pueden reconocer archivos en este formato y usted puede escribir archivos simplemente cargando este archivo. Aquí, para que todos comprendan todo el proceso, aquí hay un ejemplo:

ORG 0000H

LJMP START

ORG 040H

INICIO:

MOV SP, #5FH; Establecer pila

BUCLE:

NOP

Bucle LJMP

FIN; Fin

[Editar este párrafo] Aprendizaje de microcontroladores

En la actualidad, muchas personas no reconocen el lenguaje ensamblador. Se puede decir que es muy importante dominar la programación de microcontroladores en lenguaje C, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia del desarrollo. Sin embargo, es posible que los principiantes no comprendan el lenguaje ensamblador del microcontrolador, pero deben comprender el rendimiento y las características específicas del microcontrolador; de lo contrario, será fatal en el campo de los microcontroladores. Si no considera los recursos de hardware del microcontrolador y programa aleatoriamente en C en KEIL, ¡el resultado solo serán problemas que no se pueden resolver! Se puede decir con certeza que los mejores ingenieros de microcontroladores en lenguaje C son programadores que provienen del ensamblaje. Aunque el lenguaje C de los microcontroladores es un lenguaje de alto nivel, es diferente de VC en las computadoras personales de escritorio. No es muy potente, a diferencia de cuando usamos lenguajes de alto nivel como VC y VB para escribir programas en computadoras de escritorio. Después de todo, el hardware de las computadoras de escritorio es muy poderoso, por lo que podemos ignorar el problema de los recursos de hardware.

Tome el microcontrolador 8051 como ejemplo para explicar los pines y las funciones relacionadas del microcontrolador.

"Diagrama de pines de MCU"

Los 40 pines están divididos aproximadamente; en funciones de pines Se puede dividir en 4 categorías: pines de alimentación, reloj, control y E/S.

⒈ Fuente de alimentación:

⑴ VCC - fuente de alimentación del chip, conectada a 5V

⑵ VSS - terminal de tierra

Nota; : Utilice un multímetro. El voltaje del pin del microcontrolador de prueba es generalmente de 0 V o 5 V, que es el nivel TTL estándar. Pero a veces, cuando el programa del microcontrolador está funcionando, el resultado de la prueba no es este valor sino entre 0v-5v. De hecho, esto se debe a que la velocidad de respuesta del multímetro no es tan rápida. En un momento determinado, el voltaje del pin del microcontrolador. todavía permanece en 0v o 5v.

2. Reloj: XTAL1, XTAL2: los terminales inversores de entrada y salida del circuito oscilador de cristal.

⒊ Líneas de control: Hay 4 líneas de control,

⑴ ALE/PROG: Habilitación del pestillo de dirección/pulso de programación EPROM en chip

① Función ALE: se utiliza para bloquear la dirección inferior de 8 bits enviada desde el puerto P0

② Función PROG: para chips con EPROM en el chip, durante la programación de EPROM, este pin ingresa pulsos de programación.

⑵ PSEN: Señal estroboscópica de lectura de ROM externa.

⑶ RST/VPD: reinicio/fuente de alimentación en espera.

① Función RST (Reset): reinicia el terminal de entrada de señal.

② Función VPD: conéctalo a una fuente de alimentación de respaldo cuando Vcc pierde energía.

⑷ EA/Vpp: Selección de ROM interna y externa/fuente de alimentación de programación EPROM en chip.

① Función EA: terminal de selección de ROM interna y externa.

② Función Vpp: Para chips con EPROM dentro del chip, durante la programación de EPROM, se aplica la potencia de programación Vpp.

⒋ Línea de E/S

80C51*** tiene 4 puertos de E/S paralelos de 8 bits: puerto P0, P1, P2, P3, ***32 pines.

El puerto P3 también tiene una segunda función, que se utiliza para entrada y salida de señales especiales y señales de control (pertenecientes al bus de control)

[Editar este párrafo] Introducción a los métodos de uso común chips de microcontrolador

Microcontrolador PIC:

Es un producto de MICROCHIP Company. Sus características sobresalientes son tamaño pequeño, bajo consumo de energía, conjunto de instrucciones optimizado, buen rendimiento antiinterferencias y alta confiabilidad. Y la fuerte interfaz analógica es buena y la mayoría de los chips tienen chips de memoria de programa FLASH compatibles.

Microcontrolador EMC:

Es un producto de la empresa Elan de Taiwán, y es un gran fabricante. parte de él es compatible con PIC 8. Es compatible con microcontroladores, y los recursos de los productos compatibles son relativamente mayores que los de PIC, y el precio es más económico. Hay muchas series para elegir, pero la antiinterferencia es pobre.

Microcontrolador ATMEL (51 microcontroladores):

Los microcontroladores de 8 bits de la compañía ATMEl incluyen las series AT89 y AT90. La serie AT89 es un microcontrolador Flash de 8 bits, compatible con los microcontroladores de la serie 8051. y tiene un modo de reloj estático; la serie de microcontroladores AT90 tiene una estructura RISC mejorada, un modo de trabajo completamente estático y un microcontrolador Flash programable en línea incorporado, también llamado microcontrolador de la serie

PHLIPIS 51PLC (. 51 microcontrolador):

El microcontrolador de la compañía PHILIPS es un microcontrolador basado en el núcleo 80C51, con funciones integradas de detección de apagado, simulación y oscilador RC en chip que permiten al 51LPC cumplir diversos requisitos de rendimiento en entornos altamente integrados y de baja Diseños de aplicaciones de bajo costo y bajo consumo.

Microcontrolador HOLTEK:

El microordenador de un solo chip de Taiwan Shengyang Semiconductor es barato y tiene muchos tipos, pero su antiinterferencia es deficiente y es adecuado para productos de consumo

Microcomputadora de un solo chip de la compañía TI (51 microcomputadoras de un solo chip):

Texas Instruments proporciona dos series de microcontroladores de uso general, TMS370 y MSP430. La serie de microcontroladores TMS370 son microcontroladores CMOS de 8 bits con una variedad de modos de almacenamiento y modos de interfaz periférica, y son adecuados para situaciones complejas de control en tiempo real. La serie de microcontroladores MSP430 es un microcontrolador de baja potencia de 16 bits con ultra-; Bajo consumo de energía y alta integración funcional, especialmente adecuado para ocasiones que requieren bajo consumo de energía