Микроконтроллеры

Введение. 

  Характерной чертой  научно-технического прогресса, определяющей мощный дальнейший подъем  общественного производства, является широкое внедрение электроники  во все отрасли народного хозяйства.

   Современная  электронная   цифровая вычислительная техника широко применяется  в народном хозяйстве. В настоящее время создано четыре поколения  ЭВМ с улучшающимися  технико-экономическими показателями, что  способствует  дальнейшему расширению  сферы

применения  ЭВМ  и  их  эффективности.

   Четвертое поколение ЭВМ на основе интегральных схем  с  большой степенью интеграции элементов (БИС)  появилась в начале 70 - х  годов и существенно изменило параметры  ЭВМ всех   классов. Вместе с тем возник совершенно новый  класс ВТ на  основе БИС - микропроцессорные вычислительные машины - микроЭВМ.

    В конце 70 - х годов в результате  интеграции всех электронных  устройств ЭВМ в одном кристалле  были созданы однокристальные  микроЭВМ, вычислительная мощность  которых не уступает  вычислительной  мощности средних ЭВМ начала 70 - х  годов.

  Микропроцессоры   и микроЭВМ стали новым массовым  классом ЭВМ вследствие  малой   материалоемкости и стоимости  , низкого энергопотребления и  высокой надежности . Отечественной  промышленностью ежегодно производится  несколько десятков тысяч микроЭВМ, .), сотни тысяч микропроцессоров и микрокалькуляторов на их основе. Разрабатываются операционные системы общего применения и стандартное программное обеспечение микроЭВМ.

  Массовость  этого нового класса и его  высокие  технико-экономические параметры оказывают революционизирующее влияние на целое поколение приборов, оборудования, агрегатов со встроенными микропроцессорными средствами.   

   Микропроцессоры и микроЭВМ применяют в различных областях народного хозяйства (в управлении технологическими процессорами , информационных и измерительных комплексах, энергетике , медицине и др. ). На базе выпускаемых микропроцессоров и микроЭВМ созданы высокопроизводительные устройства числового программного управления . Крупносерийное производство ряда моделей мини - ЭВМ позволяет начать работы по созданию нескольких типов проблемно - ориентированных комплексов для автоматизации научных исследований и технологических процессов. Особое значение микроЭВМ приобретают в связи с реализацией школьной реформы.  МикроЭВМ положены в основу  организуемых в каждой школе учебных классов по дисциплине “ Основы информатики и вычислительной техники”.

    Построение  ЭВМ на основе микропроцессорных  БИС позволяет уменьшить стоимость  микроЭВМ, сравнимых по  своим  параметрам с ранее созданными ЭВМ , в 10³ - 10⁴ раз , габаритным размерам - в ( 2 - 3 ).10⁴ раз , по мощности потребления -  в 10⁵ раз. Это означает , что без увеличения общих затрат микроэлектронная технология позволяет обществу  произвести в сотни и тысячи раз больше ЭВМ , чем ранее.

  Микропроцессор – функционально законченное устройство обработки информации, управляемое хранимой в памяти программой. Появление микропроцессоров (МП) стало возможным благодаря развитию интегральной электронике. Это позволило перейти от схем малой и средней степени интеграции к большим и сверхбольшим интегральным микросхемам (БИС и СБИС).

  По  логическим функциям и структуре МП напоминает упрощенный вариант процессора обычных ЭВМ. Конструктивно он представляет собой одну или несколько БИС или СБИС.

  По конструктивному  признаку МП можно разделить на однокристальные  МП с фиксированной длиной (разрядностью) слова и определенной системой команд; многокристальные (секционные) МП с  наращиваемой разрядностью слова и  микропрограммным управлением (они состоят из двух БИС и более).

  В последнее  время появились однокристальные  МП с микропрограммным управлением.

  Архитектура многокристального МП с микропрограммным управлением позволяет достичь  гибкости в его применении и сравнительно простыми средствами организовать параллельное выполнение отдельных машинных операций, что повышает производительность ЭВМ на таких МП. 

  Несмотря  на то, что возможности многокристальных МП существенно выше, чем у однокристальных, многие прикладные задачи успешно решаются на основе однокристального микропроцессора.