Общее понятие об однокристальных микро-ЭВМ

Одним из вариантов построения микропроцессорных систем является построение МПС на базе отдельных функциональных модулей, каждый из которых представлял собой отдельную микросхему. К таким модулям относились собственно микропроцессор, запоминающее устройство, последовательный и параллельный интерфейсы, программируемый таймер, контроллеры прерываний и ПДП, буферные регистры и шинные формирователи и т.п. Из них, как из кирпичиков, могла быть построена МПС любой степени сложности, соответствующая требованиям конкретной задачи.

Альтернативным вариантом построения МПС является использование однокристальных микро-ЭВМ (ОМЭВМ, микроконтроллеров), представляющих собой готовую МПС, состоящую из всех необходимых функциональных модулей (процессор, ЗУ, порты) и выполненную в виде одной микросхемы. Такие микроконтроллеры ориентированы на использование именно в управляющих устройствах, поэтому имеют ряд специфических блоков (например, блок формирования ШИМ) и функций. В то же время, функциональность каждого отдельного блока ОМЭВМ (например, последовательного порта) весьма ограничена по сравнению с аналогичными устройствами, входящими в состав микропроцессорных комплектов.

Однокристальная микро-ЭВМ семейства Intel MCS-51

Знакомство с микроконтроллерами проведем на примере ОМЭВМ семейства Intel MCS-51 (отечественный аналог МК-51). Микроконтроллеры данного типа были разработаны достаточно давно, но их архитектура оказалась настолько удачной, что они стали де-факто стандартом среди 8-разрядных однокристальных микроконтроллеров.

Общие характеристики микроконтроллера семейства MCS-51

Микроконтроллер семейcтва MCS-51 состоит из следующих основных блоков:

1. 8-разрядное арифметическо-логическое устройство;

2. ПЗУ объемом 4 кБайта;

3. ОЗУ объемом 128 байт;

4. четыре многофункциональных 8-разрядных параллельных порта;

5. последовательный порт;

6. два 16-разрядных таймера-счетчика;

7. контроллер прерываний;

8. блок управления.

Рассматриваемое семейство содержит несколько разновидностей микроконтроллеров, отличающихся объемом и типом внутреннего ПЗУ, технологией изготовления отдельных блоков и другими деталями. Основа архитектуры и принцип действия для всех микроконтроллеров указанного семейства являются общими.

Размер ПЗУ может быть увеличен до 64 кБайт за счет подключения внешнего ПЗУ.

Также, в дополнении к имеющемуся внутреннему ОЗУ, может быть подключено внешнее ОЗУ объемом до 64 кБайт.