Выбор управляющего контроллера

Для выбора контроллера я решил провести анализ след серий микроконтроллеров широко представленных на рынке и используемых в аналогичных устройствах: AVR, PIC, MK-51.

Перед тем как выбирать контроллер я определится, каким критериям должен соответствовать контроллер для нашего устройства. Основные требования к контроллеру: достаточное количество портов, объем памяти, простая реализация, стоимость, число таймеров и реализуемые функции, так же желательно выбирать контроллер со знакомой архитектурой и др.

Краткий обзор AVR

AVR-микроконтроллер фирмы Атмел - это 8-разрядные RISC микроконтроллер для встраиваемых приложений. Они привлекают внимание наилучшим соотношением показателей быстродействие/энергопотребление, удобными режимами программирования, доступностью программно-аппаратных средств поддержки и широкой номенклатурой выпускаемых кристаллов. Микроконтроллеры обычно поставляются со стертыми встроенными FLASH и EEPROM блоками памяти (содержимое всех ячеек = $FF), готовыми к программированию.

Улучшенная RISC (enhanced RISC) архитектура AVR-микроконтроллеров объединяет в себе комплекс решений, направленных на повышение быстродействия микропроцессорного ядра AVR. Арифметико-логическое устройство (ALU), в котором выполняются все вычислительные операции, имеет доступ к 32-м оперативным регистрам, объединенным в регистровый файл. Выборка содержимого регистров, выполнение операции и запись результата обратно в регистровый файл выполняются за один машинный цикл. Для сравнения полезно вспомнить, что большинство встраиваемых микроконтроллеров имеют только один такой регистр, непосредственно доступный ALU, - аккумулятор, что требует включения в программу дополнительных команд его загрузки и считывания.

Обзор PIC

Альтернативой может быть контроллер другой серии например PIC 16С745. PIC16C745 - это 8-pазpядные микpоконтpоллеpы с RISC аpхитектуpой, пpоизводимые фиpмой Microchip Technology. Это семейство микpоконтpоллеpов отличается низким энеpгопотpеблением и высокой скоpостью. Микpоконтpоллеpы имеют встpоенное ЭППЗУ пpогpаммы, ОЗУ данных и выпускаются в 18 и 28 выводных коpпусах.

Высокая скоpость выполнения команд в PIC достигается за счет использования двухшинной Гаpваpдской аpхитектуpы вместо тpадиционной одношинной Фон-Hеймановской. Гаpваpдская аpхитектуpа основывается на набоpе pегистpов с pазделенными шинами и адpесным пpостpанством для команд и для данных. Hабоp pегистpов означает, что все пpогpаммные объекты, такие как поpты ввода/вывода, ячейки памяти и таймеp, пpедставляют собой физически pеализоваенные аппаpатные pегистpы.

Память данных (ОЗУ) для PIC16CXX имеет pазpядность 8 бит, память пpогpамм (ППЗУ) имеет pазpядность 12 бит для PIC16C5X и 14 бит для PIC16CXX. Использование Гаpваpдской аpхитектуpы позволяет достичь высокой скоpости выполнения битовых, байтовых и pегистpовых опеpаций. Кpоме того, Гаpвадская аpхитектуpа допускает конвейеpное выполнение инстpукций, когда одновpеменно выполняется текущая инстpукция и считывается следующая. В тpадиционной же Фон-Hеймановской аpхитектуpе команды и данные пеpедаются чеpез одну pазделяемую или мультиплексиpуемую шину, тем самым огpаничивая возможности конвейеpизации.

Третий известный и доступный мне вариант это серия 51 контроллеров. Помимо того что эта серия имеет большое количество разновидностей и МК семейства МК-51 используют гарвардскую архитектуру: память программ (ПЗУ) и память данных (ОЗУ) имеют раздельное адресное пространство. И, как следствие, для обращения к ячейкам памяти разного типа должны быть использованы разные типы команд но в определенных условиях эта технология является плюсом. Другое достоинство использование CISK архитектуры что позволяет упростить программу за счет поддержки команд умножения и деления. Максимальный размер адресного пространства для каждого типа памяти составляет 64 Кбайта. Однако непосредственно на кристалле МК 8051 АН располагаются только 4 Кбайта ПЗУ и 128 или 256 байт регистрового ОЗУ. МК семейства MCS-51 имеют открытую архитектуру, т.е. позволяют подключать внешнюю память, что реализовано аппаратно. МК-51 имеет четыре 8-разрядных параллельных порта ввода/вывода и два 16-разрядных программируемых таймера.

Рассматривая все вышеперечисленные микроконтроллеры и учитывая все необходимые параметры для разрабатываемого устройства, я остановил свой выбор на серии МК-51. Мой выбор основывается во первых, на наиболее доступной цене при достаточности портов, памяти и функций, во вторых архитектура данного контролера мной изучена в курсе лабораторных работ и поэтому более доступна для разработки курсовой работы. А также важно что у меня имеются средства программирования (язык PLM) и средство моделирования элементов программы - лабораторный стенд на ADUC812.

Перейти на страницу: 1 2

Прочтите также:

Разработка схемы преобразователя двоичного кода в код индикатора
Задачей курсовой работы является разработка схемы преобразователя двоичного кода в код индикатора, который, в свою очередь, состоит из семи сегментов, отображающих арабские цифры и латин ...

Разработка методики автоматизации процесса измерения температуры в печи универсальной испытательной установки УМЭ-10ТМ. Метрологические характеристики установки и расчет погрешностей измерения
Диапазон рабочих температур печи: 400ºС - 1000ºС. Погрешность измерения не более 1% от реального значения температуры. Для снятия, обработки и регистрации данных эксперимента ...

Моделирование передающей антенны базовой станции систем подвижной радиосвязи
В курсовой работе производится моделирование передающей антенны базовой станции систем подвижной радиосвязи. По заданным требованиям необходимо рассчитать геометрические размеры полотна ...

Основные разделы

2020 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru