芯片、MCU 微控制器的架构和来源(结合B站视频配合生动的动画一起学习,效率会更好!2022-02-11

MCU 微控制器的架构和来源(结合B站视频配合生动的动画一起学习,效率会更好!


MCU微控制器的架构 |德语中文字幕|当我们缩小完全运行的计算机的所有部件以适应小电路时,指的就是单片机,今天称之为微控制器。_哔哩哔哩_bilibili

请结合B站上的视频一起学习



内核:

算术和逻辑单元以及控制单元,程序指令由程序员编写的算法处理。

存储器:FLASH(闪存)、SRAM

在这个微控制器中,我们为程序和数据提供单独的存储器。 这被称为Harvard结构。

程序在FLASH(闪存)中,我们从USB中知道FLASCH存储器,数据在SRAM中处理主存储器,它们共同构成了微控制器的存储器。

SPI: 编程接口

为了能够对这些小型计算机进行编程,我们需要一个合适的接口。

FLASH已编程,我们有一个Flash编程逻辑。

编程接口现在也称为ISP接口。

ISP代表系统内编程

这意味着控制器不必从系统中取出以将其放入编程设备中,它可以在目标系统中编程(在系统编程)。

GPIO:通用输入输出模块的缩写

GPIO它被称为早期的数字端口。

这些实际是Input和Output引脚,可以读取数字信号和执行器,例如LED打开和关闭。当然这种微控制器还应该与其他系统通信,例如PC,传感器或其他微控制器。

UART和I2C 通信接口

通用串行接口很常见,我们称之为UART,Phillips 的I2C接口在微控制器中也很常见。

在微控制器中这些通信接口永远不够。

Timer 计时器、定时器

定时器对于编程嵌入式系统的时序非常重要,这些定时器通常是非常智能的构建块,可以使用它处理很多事情。我们将它称为计数器的计时器。

ADC模拟数字转换器

在现代微控制器中,我们不仅可以处理简单的ON和OFF数据,即数字数据,还可以处理所谓的模拟数据。

在这里,我们看到两个用于处理模拟信号的构建模块,即模拟数字转换器ADC和模拟比较器。

EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)

其工作方式类似于PC中的硬盘驱动器,用于存储应保存数据即使在系统关闭时。CAN 现场总线

用于构建多个微控制器的小型网络,可以分发复杂的任务。

IoT物联网

以太网接口,连接到互联网来显示。 IoT物联网是常见的任务,但是微控制器其实更多。



视频字幕也是重点

大家好,今天我想向大家介绍一下微控制器的架构。

像我们平时熟悉的电脑 放在桌子上,笔记本放在膝盖上,手机放在口袋里。 都是带键盘和鼠标或高分辨率触摸屏。今天想谈论的就是的计算机的另一面。

我们现在看一下这种“普通”计算机的内部结构,在这里通常看到一个大的外壳,里面的组件用很多电缆线相互连接,在插槽中。

除了实际的处理器之外,还包括当前正在处理的当前程序和数据存储器,以及可以在更长时间内存储数据的存储器。 此外还有用于各种外部组件的输入和输出设备,例如键盘或鼠标。

当我们将正常运行的计算机的所有部件都缩小时,就是单片机,今天称之为微控制器。 现在所讲的嵌入式系统也都是由这些微控制器组成的。

这种小型计算机(微控制器)根据制造商的不同都具有自己的内部结构。 这就是我们所说的架构。 它们有点相似但不一样。 最重要的架构特征是处理宽度(16bit,32bit…)。 对于非常简单的任务,可以用小型4位微控制器,也可以用到8位控制器,最多16位和当前的32位架构。 对于特殊应用功能,也可以是64位或更多。

这样的微控制器实际上与所示图片一样小,或稍大一些。 这里我们看到一个典型的8位微控制器架构。 让我们进去仔细看看.........

这就是所谓的核心 内核,算术和逻辑单元以及控制单元,程序指令由程序员编写的算法处理。

下一个重要元素是程序和数据的存储器,在这个微控制器中,我们为程序和数据提供单独的存储器。 这被称为Harvard结构。程序在FLASH(闪存)中,我们从USB中知道FLASCH存储器,数据在SRAM中处理主存储器,它们共同构成了微控制器的存储器。

为了能够对这些小型计算机进行编程,我们需要一个合适的接口。 FLASH已编程,我们有一个Flash编程逻辑。 编程接口现在也称为ISP接口。 ISP代表系统内编程。 这意味着控制器不必从系统中取出以将其放入编程设备中,它可以在目标系统中编程(在系统编程)。

这个构建块称为GPIO,它被称为早期的数字端口。 这些实际是INPUT和OUTPUT引脚,因此可以读取数字信号和执行器,例如LED打开和关闭。

GPIO是通用输入输出模块的缩写。

当然这种微控制器还应该与其他系统通信,例如PC,传感器或其他微控制器。

还有通信接口,通用串行接口很常见,我们称之为UART,Phillips 的I2C接口在微控制器中也很常见。在微控制器中这些通信接口永远不够。

再讲另一个构建块,计时器,同样也是永远都不够。 定时器对于编程嵌入式系统的时序非常重要,这些定时器通常是非常智能的构建块,可以使用它处理很多事情。

我们将它称为计数器的计时器。


在现代微控制器中,我们不仅可以处理简单的ON和OFF数据,即数字数据,还可以处理所谓的模拟数据。 在这里,我们看到两个用于处理模拟信号的构建模块,即模拟数字转换器ADC和模拟比较器。

这些通常是快速和智能的组件,对于许多应用,非常重要。

我们刚刚简要地介绍了现在典型微控制器的所有内容。 我再列出一下......核心,闪存,SRAM,ISP,GPIO,UART,I2C,定时器,ADC,比较器等...... 根据任务的复杂程度,微控制器有不同的设备级别,因此可以包含额外的附加组件,例如此处所示的CAN接口,用于构建多个微控制器的小型网络,或者此处显示的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器),其工作方式类似于PC中的硬盘驱动器,用于存储应保存数据即使在系统关闭时。 还有一个重要的点以太网接口,连接到互联网来显示。 物联网是常见的任务,但是微控制器其实更多。

现在让我们一起来看看不同的架构。 这里我们看到了现代ARM 32位架构以及8051/52 8位架构的旧行业标准。

如果我们放大这两种架构,我们会清楚的看到老式和现代微控制器之间的明显区别。 左上方的旧IO端口与右侧的现代IO端口之间的内部结构块的数量表明,能明显看出在过去的几十年中发生了很多变化。

再让我们仔细看看其他的构建模块。

这是一个非常简单的ADC和稍微现代的版本之间的比较,但这也不是一个很高端ADC。

正如我们今天讲的所有微控制器一样,这是非常原始的定时器和普通定时器之间的区别。 现在的定时器更要复杂。

此处显示的SiSy项目也可以在LibStore中找到。 每个SiSy用户都可以深入了解各种微控制器架构并对其进行详细研究。

我们刚刚快速的了解了各种微控制器架构。 以后还会学习到如何编程微控制器的构建模块。现在要说再见了,祝大家在微控制器中找到学习乐趣。

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