آی پی امداد
abtahi
آریا الکترونیک mehrinfo تکشو

میکرو کنترولر 10

عا بد زاده

VIP+ افتخاری
کاربر +vip پلاس
vip افتخاری
کاربر
2006-10-09
473
2,432
میکرو کنترلر ها
میکرو کنترلر ها
مطمئنا همگی شما لزوم وجود کامپیوتر را در زندگی احساس کرده اید .این لزوم شاید تنها به خاطر دریافت صورتحساب های تلفن ، برق ، گاز و ... باشد یا اینکه این لزوم به خاطر شغل شماست شاید شما یک برنامه نویس سیستم باشید یا یک طراح وب .
به هر حال مهم نیست که روزانه چقدر با کامپیوتر در گیر هستید چون همه لزوم وجود آن را درک کرده اید.می خواهیم پا به دنیای دیگری از شاهکار های دیجیتال بگزاریم که شاید تا کنون تمایزی بین آن و کامپیوتر قرار نمی دادید. دنیای میکرو کنترلر ها . در این مقاله ابتدا ساختمان یک میکرو کامپیوتر را بررسی می کنیم و سپس تفاوت بین میکرو پروسسور و میکرو کنترلر را خواهیم گفت .
مقدمه:
اولین ریز پردازنده ای که با موفقیت عملی به بازار عرضه شد محصول شرکت اینتل در سال 1971 با نام 8080 بود بعد از آن بازار رقابت میکرو پروسسوری گرم شد و شرکت های دیگری همچون
RCA ,ZI*OG,MOS techno*ogy ریز پردازنده های خود را به بازار عرضه کردند.
کم کم با ورود کامپیوتر به صنعت ،وجود تکنولوژی دیگری نیز احساس شد . تکنولوژیی که از میکرو پروسسور جمع و جور تر و کند تر بود اما هزینه را خیلی پایین می آورد .این تکنولوزی میکرو کنترلر نام گرفت و کار آن نظارت و کنترل یک سری اعمال بود که توسط برنامه نویسی انجام می شد.
امروزه میکرو کنترلر حوزه های وسیعی از زندگی مارا اشغال کرده است بی آنکه بدانیم که سیستم به کار رفته در آنها میکرو کنترلری است و به اشتباه همه ی آنها را کامپیوترمی نامیم.برای مثال ماشین لباسشویی که اتمام کار خود را با نواختن آهنگی اعلام میکند یا اجاق گازی که خاموش شدن شعله را با آهنگ گوشزد می کند و یا خودروی سمندی که باز بودن در خودرو را با جمله ی" در ب خودرو باز است."یاد آوری می کند( البته با فرکانس بالاتر از فرکانس صدای من!!!)همگی نمونه های ملموسی از سیستم های میکرو کنترلری هستند که روزانه بار ها با آنها سر و کار داریم.

تا اینجا مطمئنا متوجه شده اید که برای چه وقت پر ارزش خودتون را دارید صرف خواندن این مقاله می کنید؟ بله ! چون آینده صنعت در دست سیستمهای میکرو کنترلری است . وقتی کلمه میکرو کنترلر را به کار می برم منظورم
ic 8051 نیست بلکه مجموع خانواده ی میکرو کنترلر ها و تکنولوژی های بعدی می باشد مانند FPGA,PIC و... اما در این سری مقالات به خاطر فقر علمی! فعلا با IC 8051 کار می کنیم.


ملزومات یک سیستم کامپیوتری:

چون میکرو پروسسور و میکرو کنترلر اگر پدر و فرزند نباشند مطمئنا برادر هستند برای آشنایی با میکرو کنترلر ،کمی در مورد میکروپروسسور صحبت می کنیم چون برای اکثر شما ملموس تر است .در پایان شباهت میکرو کنترلر و میکرو پروسسور را خواهیم گفت .

هنگام که چارلز بابیج( پدر کامپیوتر) شمای کلی سیستم کامپیوتری را ارائه داد و عنوان کرد که اگر ماشینی خواهد که دستورات انسان را اجرا کند باید شامل این بلوکها باشد (بلو کها را خواهم گفت) اما در زمان آقای بابیج امکانات آن زمان جوابگوی پیاده سازی آن سیستم نبود و به خاطر این آقای بابیج از اینکه به طرح خود جامه عمل بپوشاند باز ماند.بعدها که اولین کامپیوتر ساخته شد از طرح آقای بابیج الگو گرفتند و واحد هایی را برای این سیستم تعریف کردند سازندگان کامپیوتر هم دقیقا این واحد ها را در سیستم خود پیاده سازی می کردند .اولین شرکت سازنده کامپیوتر
IBM بود و استاندارد سازی هم بر اساس طرح آنها صورت گرفت لغت "سازگار با IBM" که تا چند سال پیش به کار می رفت به همین دلیل بود.اما واحد های استاندارد یک سیستم کامپیوتری :

1-واحد پردازش مرکزیcpu :

همان مغز سیستم است و فعالیت های سیستم را کنترل می کند و عملیات هایی را بر روی داده ها انجام می دهد . cpu مجموعه ای از مدارات منطقی است که به طور متناوب دستورات را واکشی و اجرا می کنند.
Cpu خود دارای چند قسمت می باشد:
الف- A*U یا واحد محاسبه و منطق که مسئول انجام اعمال محاسباتی نظیر جمع و تفریق و ... و اعمال منطقی مانند مقایسه And و OR و ... می باشد
 

عا بد زاده

VIP+ افتخاری
کاربر +vip پلاس
vip افتخاری
کاربر
2006-10-09
473
2,432
ب – واحد کنترل که مسئول رمز گشایی و تعیین نوع عملیاتی است که A*U باید انجام دهد.

ج- ثبات ها جهت ذخیره موقت داده ها قبل از رفتن به A*U و همچنین نگه داری نتایج پردازش به کار میروند.
د – PC یا شمارنده برنامه که آدرس دستورالعمل بعدی که CPU باید از حافظه بخواند را در خود نگه می دارد.

ه- IR یا ثبات دستور العمل که مسئول ذخیره قسمت عملیاتی دستورالعمل فعلی می باشد
بعد از معرفی دیگر واحد ها به تفصیل در مورد واکشی دستور بحث می کنیم.

2. حافظه :

حافظه محل ذخیره اطلاعات است . حافظه ها را بر اساس مشخصه های مختلفی می توان طبقه بندی کرد . معمولترین طبقه بندی ، طبقه بندی بر اساس حافظه های اولیه و ثانویه است .
حافظه های اولیه حافظه هایی هستند که در اختیار سیستم هستند و سیستم برای انجام اعمال پردازشی به آنها احتیاج دارد ROM و RAM از حافظه های اولیه هستند .

ROM (رام) یا حافظه فقط خواندنی توسط کارخانه برنامه نویسی شده و محتویات آن توسط کاربر یا برنامه نویس تغییر نمی یابد . در حقیقت ROM یک بار برنامه نویسی شده و بارها و بارها می توان آن را خواند .محتویات ROM ثابت است و با قطع برق از بین نمی رود.

RAM (رم) حافظه با دستیابی تصادفی است که CPU اطلاعات را در آن ذخیره می کند و محتویات آن توسط برنامه نویس هم می تواند تغییر داده شود محتویات آن با قطع جریان برق هم از بین می رود.
حافظه های ثانویه ، حافظه هایی هستند که ما اطلاعات را بر روی آنها ذخیره می کنیم تا بعدا دوباره آن اطلاعات را مورد استفاده قرار دهیم و با قطع برق هم محتویات آنها از بین نمی رود .در حقیقت حافظه های ثانویه ترکیبی از خصوصیات Rom و Ram هستند . پایداری خود در مقابل قطع برق را از ROM و توانایی تغییر محتویات توسط کاربر را از RAM به ارث برده اند .برای حافظه های ثانویه می توان از HARD DISK و F*OPPY نام برد

3- گذرگاه یا باس:

مجموعه ای از سیم ها که اطلاعات را با یک هدف مشترک حمل می کنند.در معماری کامپیوتر از سه باس می توان نام برد:

الف – باس آدرس :برای هر عمل خواندن یا نوشتن CPU آدرس (موقعیت) داده را با قرار دادن یک آدرس روی باس آدرس به حافظه ارسال می کند.
ب - باس کنترل :با قرار دادن آدرس بر روی باس آدرس یک سیگنال کنترلی بر روی گذرگاه کنترل قرار می گیرد که مشخص می کند که عملیات مورد نظر خواندن است یا نوشتن در حافظه.
ج‌- گذرگاه داده : برای عملیات خواندن یک بایت داده بر روی گذرگاه داده توسط حافظه قرار داده می شود و برای عمل نوشتن یک بایت داده توسط CPU بر روی گذرگاه داده قرار می گیرد .
علاوه بر سیگنالهای کنترلی READ و WRITE سیگنال کنترلی دیگری هم با نام C*OCK وجود دارد که برای هم زمان کردن واحدها به کار می رود.

4 – واحد های ورودی و خروجی :

این واحد مسئول ارتباط با دنیای خارج است و توانایی اتصال سیستم ها را به کامپیوتر می دهد .از کامپیوتر با نام ماشین برنامه پذیر نام بردیم . حال ببینیم برنامه چه تعریفی دارد.

برنامه:

به مجموعه ای از دستور العمل ها که ترتیب اجرای مشخصی دارند و دارای نقطه شروع و پایان مشخصی هستند که به منظور انجام عمل خاصی نوشته شده اند یک برنامه می گویند.

از تعریف بالا نتیجه گرفته می شود که واحد ساختمانی برنامه دستور العمل است درست مانند یک ساختمان که به وسیله آجر ساخته می شود برنامه هم با قرار دادن دستور العمل ها پهلوی هم ساخته می شود.

عمل خواندن دستور العمل ها از حافظه توسط CPU را واکشی گویند.دستور العملها پشت سر هم واکشی شده و توسط CPU اجرا می شوند تا زمانی که برنامه اتمام برسد و آن هدفی را که برنامه نویس مد نظرش بوده است انجام شود.

CPU تنها با داده های باینری کار می کند بنابراین هر دستور العمل نوشته شده توسط برنامه نویس باید به مقدار معادل باینری(همان زبان ماشین) آن تبدیل شود و سپس اجرا شود.
یک سیکل واکشی دستور به صورت زیر می باشد:

 

عا بد زاده

VIP+ افتخاری
کاربر +vip پلاس
vip افتخاری
کاربر
2006-10-09
473
2,432
1- مقدار pc یا شمارنده برنامه بر روی گذرگاه آدرس قرار می گیرد .
 
آخرین ویرایش:
بالا