III Asosiy qism - 1 Технологическая часть

|
1 Технологическая часть
|
bet | 8/12 | Sana | 13.05.2024 | Hajmi | 2,31 Mb. | | #229634 |
Bog'liq kuravoy 2024
III Asosiy qism.
3.1 Mikrokontrollerlarni prinsipial sxemasini ishlab chiqish
Mikrokontrollerlarni katta darajada integratsiyalashda integral mikrosxema
ko„rinishida bajarilgan mikroelektron bajaruvidagi murakkab dasturli
boshqaruvchi raqamli qurilma hisoblanadi. Shuning uchun u ham elektron
priborlarda mavjud bo„luvchi (tezlik, gabarit va massa, qiymat, tempratura
diapazoni, korpus tipi, sarflanadigan quvvat, manba darajalari miqdori va
hokazo), ham hisoblash vositalari (razryadlilik, komandalar bajarish tsikli, ichki registrlar soni, stekli xotira tipi, dasturiy ta‟minot tarkibi va hokazo) kabi parametrlar to„plami bilan ifodalanadi. Mikrokontrollerlar yuqorida qayd etilgan xarakteristikalaridan nisbatan kuchlilari bilan qo„llashning samarali muhitini tanlash maqsadida sinflanadi.
Bir kristalli mikrokontroller kontrollerlarning barcha apparatli vositalarini
bitta katta integral sxemalari yoki katta integral sxemalari tizimlari ko„rinishida ishlatishdan olinadi. Ular bilan bajariladigan barcha operatsiyalar
mikrokontrollerlar komandalari to„plami bilan aniqlanadi. Bir kristalli
mikrokontrollerlar tarkibiga:
arifmetik-mantiqiy qurilma (AMQ),
doimiy xotira qurilmasi,
operativ xotira qurilmasi,
mumiy belgilanishdagi registrlar bloki,
maxsus registrlar,
boshqaruv sxemalari, ma‟lumotlar magistrali,
adreslar magistrali va boshqaruv magistrali,
kirish-chiqish portlari,
taymer-hisoblagichlar va boshqa funktsional tugunlar kiradi.
Elektron va elektrotexnik sistemalarda kullanishda Atmel firmasining AVR
oilasiga mansub mikrokontrollerlari keng imkoniyatlarga ega. Ular RISK
komandalar sistemasiga ega bo„lgan bir kristalli mikro-EHMlardan iborat.
Komandalarning asosiy qismi mikrokontrollerda bir taktda bajariladi.
Xotiradan navbatdagi komandani tanlash undan oldingi komandani bajarish
vaqtida amalga oshiriladi. Mikrokontrollerlar KMOP texnologiyasi asosida
yaratilgan bo„lib, programmalar va malumotlarni saqlovchi energiyaga
bog„lik bo„lmagan xotira qurilmalari Flesh ROM va EEPROM
texnologiyalari asosida yaratilgan.
AVR oilasiga uch seriyadagi mikrokontrollerlar kiradi: AT90, ATtiny va
ATmega, ular ichida ATtiny eng kam va ATmega eng ko‘p hisoblash
imkoniyatiga ega (1-rasm).
AVR mikrokontrollerlari yagona asos strukturasiga ega bo„lib, o„z ichiga
quyidagi tarkibiy qismlarni oladi:
takt impulslari generatori;
-protsessor;
-programmalarni va konstantalarni saqlovchi, FleshROM
texnologiyasida yaratilgan doimiy xotira;
-ma‟lumotlarni saqlashga mo„ljallangan statik turdagi operativ xotira
(SRAM);
-ma‟lumotlar massivini saqlash uchun EEPROM texnologiyasida
yaratilgan doimiy xotira;
-ma‟lumotlarni va boshqarish signallarini kiritishG„chiqarish uchun
qurilmalar to„plami.
Mikrokontrollerning umumlashtirilgan struktura sxemasi 3.2.2-rasmda
keltirilgan.
Mikrokontrollerning tarkibiy qismlpri. Protsessor (CPU)
Protsessor (CPU) - navbatdagi komanda adresini xosil qiladi, xotiradan
shu adres bo„yicha komanda kodini oladi va uni bajarilishini tashkil qiladi.
Komanda formati 16 bitdan yoki 32 bitdan iborat. AVR oilasiga mansub turli
mikrokontrollerlar komandalar sistemasi 89 tadan 130 tagacha komandalarni
o„z ichiga oladi. AVR Assembleri - asos komandalar sistemasi deb nomlangan
118 ta komandadan iborat.
Asos komandalar sistemasiga quyidagilar kiradi:
-faqat umumiy foydalanish registrlari (GPR) ishtirok etadigan 33 ta
registr komandalari;
-operativ xotira (SRAM) adreslar maydonini adreslovchi 26 ta
komanda;
-kiritishG„chiqarish registrlariga (IOR) murojat qilish uchun 2 ta
komanda;
-programmalar xotirasiga (FleshROM) murojat qilish uchun 1 ta
komanda;
-umumiy foydalanish registrlari va kiritishG„chiqarish registrlari bitlari
bilan bog„lik 22 ta komanda;
-programma bajarilishini boshqaruvchi 34 ta komanda.
Protsessor tarkibiga 2 – rasmda keltirilgan komandalar sanigichi (PC),
arifmktik-mantiqiy qurilma (ALU) va umumiy foydalanish registrlari bloki
(GPR)dan tashqari mikrokontrollerning xolat registri - SREG, stek ko„rsatkichi
registri – SP (yoki SPL va SPH) va boshka elementlar xam kirishi mumkin.
Mikrokontroller ishga tushirilganda yoki qayta yuklanganda RS ga
«0» soni yoziladi, FleshROM dan nolinchi adresdagi komanda tanlab olinadi va
bajariladi. Navbatdagi komanda adresi RS ga «1» sonini qo„shish orqali xosil
qilinadi.
ALU da bita yoki ikkita operandlar (operatsiyada ishtirok etuvchi
ma‟lumotlar) ustida arifmetik va mantiqiy operatsiyalar bajariladi. Operandlar
GPR registrlaridan olinadi. Agar operatsiya bir operandli bo„lsa - natija operand
olingan registrga, ikki operandli bo„lsa – natija birinchi operand olingan
registrga yoziladi.
GPR o„z ichiga R0, R1, …., R31 nomlari berilgan 32 ta 8 razryadli
registrlarni oladi. R24 dan R31 gacha bo„lgan registrlar 16 razryadli
ma‟lumotlarni saqlash uchun registr juftliklarini xosil qilishi mumkin, bu xolda
juft nomerli registrda ma‟lumotning kichik bayti, toq nomerli reg istrda esa kata
bayti saklanadi. R26 va R27 registrlar juftligi «X» nomi bilan, R28 va R29
registrlar juftligi «Y» nomi bilan, R30 va R31 registrlar juftligi esa «Z» nomi
bilan ataladi va bu registrlar juftliklari xotiraga bilvosita murojaat qilinganda
adreslarni saqlash uchun xizmat qiladi.
Mikrokontrollerning xolat registri SREG 8 ta razryad(SREG7, SREG6,
… , SREG0)dan iborat bo„lib, uning xar bir razryadining vazifasi quyidagicha:
programma bajarilishi jarayonida barcha uzilishlarni taqiqlash yoki ularga
ruxsat berish; bit ustida opertsiya bajarilganda uni saqlash; bajarilgan operatsiya
natijasining belgilarini (ishorasi, natija nolga teng yoki teng emasligi, o„tish
razryadi, natija kodidagi «1» raqamlarining soni juft yoki toqlik belgisi) va
boshqalarni saklash.
3.2 Mikrokontrollerlar ishlab chiqaradigan kompaniyalar va firmalar haqida ma’lumotlar
Yangi yadro AVR deb nomlandi va patent oldi. Kimlardir uning
nomlanishinin Advenced Virtual Risc so„zidan desa, boshqalar Alf Egel
Bogen Vegard Wollan Risc so„zidan deyishadi. Komandalar tizimi vAVR
chiplari ichki qurilmalari IARSYStems firmasi bilan hamkorlida ishlab
chiqilgan.
Bu firma dasturlashtirish tillari kompilyatorlarini ishlab chiqishadi, bu esa
mikrokontrollerlarning o„ziga xosligini taminladi. Natijada AVR uchun yuqori darajali dasturlash tillaridan foydalanishda yuqori yuzad agi kod olish imkonini tug„dirdi. Bundan tashqari konveyerlarning progressiv
texnologiyalaridan foydalanish AVR ning ,,tanlash - bajarish” tsiklini
qisqartirdi. Masalan X51 turkumdagi mikrokontrollerda qisqa komandalar
generatorning 12 taktida bajariladi. Microchip firmasining PIC - kontrollerlarida
qisqa komandalar taktli chastotaning 4 – davrida bajariladi.
Xozirgi kunda i8051 mikrokontrolleri bilan mos 200 xildan ortiq turlari
mavjud, ularni va mikrokontrollerlarni boshqa ko„plab turlarini 20 dan ortiq kompaniyalar ishlab chiqaradi. Mikrokontrollerlar ichida eng ommalashganlari 8-bitli "Microchip Technology" firmasining PIC va "Atmel" firmasining AVR, 16-bitli "TI" firmasining MSP430, hamda ARM firmasining ARM arxitekturasi.
AVR – mikrokontrollerlarda qisqa komandalar umumiy potokda taktda
signalining bir davrida bajariladi. Kristalning bunday ko„rinishi ishlab chiqarishni oshishini taminladi, bunda sekundiga millionta operatsiya
bajaradi. Bu ko„pgina holatlarda berilgan ishlab chiqarishda taktli
chastotani pasaytirishga imkon beradi, demak qurilma sarflanadigan
quvvatini ham. AVR – mikrokontrollerlar energiya sarflanishi va ishlab
chiqarishni optimallash bo„yicha keng imkoniyatlarni namoyon qiladi.
AVR - mikrokontrollerlar yagona arxitektura miqyosida 3 – ta
turkumga bo„linadi.
1. Tiny AVR – unchalik katta bo„lmagan xotira dasturiga (1 ... 2 bayt)
ega va cheklangan preiferiya qurilmalari:
Ularning hammasi amaliy jihatdan 8 – chiqishli korpusli va og„ir
moliyaviy cheklanishli sharoitlarda qo„llaniladi. Bu Mikrokontroller-larni
qullash sohalari har xil intilktual datchiklar, (o„yinchoqlar, har xil maishiy
texnika, zaryadlavchi) qurilmalar kabilarda.
2. Meqa AVR – nisbatan rivojlangan periferiyali, barcha AVR –
mikrokontrollerlar ichida nisbatan katta xotira dasturi va ma‟lumotlar
xajmiga ega. Ular mobil telefonlarda, har xil periferiya qurilmalari
kontrollerlarida (printerlar, skanerlar, SD - ROMG„DVD-ROM simlarida,
zamonaviy disk yurituvchilar kabilardir), murakkab ofis texnikalarida
foydalanish uchun mo„ljallangan.
3. Classic AVR – 2001- 2002 yillarga o„tish bilan bog„liq
mikrokontrollerlar ba‟zi liniyasi. Atmel firmasi 0.35 mkmli meqa
mikrokontrollerlari turkumi etiborga olingan.
Barcha mikrokontrollerlar turkumi bir necha pasaytirilgan energiya
sarflanishi rejimini qo„llaydi, bekor qilish blogiga ega, bevosita tayyor
qurilmada dasturlashtirishni ruxsat etadi.
|
| |