Черников. Программирование микроконтроллера на языке c что такое микроконтроллер
 Скачать 1.95 Mb.
|
|
Программирование микроконтроллера на языке C Что такое микроконтроллер Микроконтроллер по сути является микросхемой, который состоит из: Центрального процессора. В него входят блок управления, регистры, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство). Периферии, которая включает порты ввода-вывода, контроллеры прерываний, таймеры, генераторы различных импульсов, аналоговые преобразователи и подобные элементы. Принцип работы микроконтроллера Несмотря на сложное устройство принцип работы микроконтроллера очень прост. Он основан на аналоговом принципе действия. Система понимает лишь две команды («есть сигнал», «нет сигнала»). Из этих сигналов в его память вписывается код определенной команды. Когда МК считывает команду, он ее выполняет. В каждом из МК прописаны свои базовые наборы команд. И только их он способен принимать и выполнять. Сочетая отдельные команды между собой, можно написать уникальную программу, по которой будет работать любое электронное устройство именно так, как требуется. В зависимости от содержащихся в МК набора программ, они делятся на: CISC – комплекс большого числа базовых команд; RISC – только необходимые команды. Большинство контроллеров содержит RISC набор. Объясняется это тем, что такой МК проще изготовить, он дешевле и больше пользуется спросом у разработчиков электронной техники. Язык программирования Языки программирования для МК мало чем отличаются от классических компьютерных. Основное отличие заключается в том, что МК ориентируются на работу с периферией. Архитектура МК требует битово-ориентированных команд. Поэтому для контроллеров создавались особые языки: Ассемблер. Самый низкий уровень языка. Программы, написанные на нем, получаются громоздкими и труднопонимаемыми. Но несмотря на это он позволяет наиболее полно раскрыть все возможности контроллеров и получить максимальное быстродействие и компактный код. Подходит преимущественно для маленьких 8-битных МК. С/С++. Более высокий уровень языка. Программа, написанная на нем, более понятна человеку. На сегодняшний день есть много программных средств и библиотек, позволяющих писать коды на этом языке. Его компиляторы есть практически на любой модели МК. На сегодня это основной язык для программирования контроллеров. Еще более удобный для восприятия и проектирования язык. Но он мало применяется для программирования МК. Старинный язык программирования. На сегодня почти не применяется. Выбор языка для программирования зависит от решаемых задач и необходимого качества кода. Если нужен компактный код, то подойдет Ассемблер, для решения более глобальных задач выбор ограничится только С/С++. Что такое ARDUINO Arduino — это семейство программируемых микроконтроллеров для легкого создания средств автоматики и робототехники Достоинства:
Огромное количество готовых библиотек и решений Простота использования Возможность работы с самыми распространенными интерфейсами передачи данных(UART, I2C, SPI) Цена и выбор МК для своих целей Недостатки: Простота Невысокая вычислительная мощность Arduino IDE ARDUINO NANO ARDUINO UNO ARDUINO MEGA 200 руб. 500 руб. 800 руб. 120 руб. 300 руб. 650 руб. ОРИГ КИТАЙ Немного о датчиках Датчики делятся на два типа: Аналоговые – передают информацию путем изменения напряжения на выходе Цифровые – передают информацию при помощи определенного кода(импульсов) Виды интерфейсов SPI Serial Peripheral Interface (SPI) MOSI - Master Out Salve In (линия передачи ведущий-ведомый) MISO - Master In Slave Out (линия передачи ведомый-ведущий) SCK – линия тактирования (предоставляется ведущим устройством) SS - Slave Select (линия выбора ведомого устройства) Виды интерфейсов Достоинства: Обеспечивает синхронную последовательную связь Несколько устройств(ведомых) могут быть одновременно подключены к ведущему Быстрая форма последовательной связи Недостатки:__Требуется_несколько_линий_выбора_ведомых_для_нескольких_подключенных_устройств_Только_ведущий_контролирует_весь_процесс_связи__Виды_интерфейсов_I2C'>Недостатки: Требуется несколько линий выбора ведомых для нескольких подключенных устройств Только ведущий контролирует весь процесс связи Виды интерфейсов I2C Inter-Integrated Circuit (I2C) SDA – Serial Data (линия передачи данных) SCL – Serial Clock (линия синхронизации) Виды интерфейсов Достоинства: Требуется только две линии – линия данных (SDA) и линия синхронизации (SCL) Каждое устройство имеет свой уникальный адрес Шина позволяет подключать несколько ведущих одновременно Встроенный фильтр подавляет всплески, обеспечивая целостность данных Недостатки: Медленнее, чем SPI Виды интерфейсов UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) TXD (TX) – Transmitted Data (передающая линия) RXD (RX) - Received Data (принимающая линия) XCK – линия синхронизации Асинхронный режим Синхронный режим Виды интерфейсов Достоинства: Обеспечивает как синхронную, так и асинхронную последовательную связь Обеспечивается наличие различных скоростей передачи Одна из самых простых форм последовательной связи Недостатки: Одновременно могут быть подключены только два устройства Спасибо за вниаиние |