Описание работы микропроцессора

Микропроцессор выполняет набор машинных инструкций, которые диктуют ему, что следует делать. По инструкциям микропроцессор делает три основных вещи:

Используя собственное АЛУ (арифметико-логическое устройство, ALU, Arithmetic/Logic Unit), микропроцессор может выполнять математические операции сложения, вычитания, умножения и деления. В современных микропроцессорах содержатся полные арифметические процессоры с плавающей запятой, которые могут выполнять очень сложные операции над числами с плавающей запятой.

Микропроцессор может перемещать данные из одной ячейки памяти в другую.

Он может также принимать решения и, руководствуясь ими, переходить к новому набору инструкций.

22) CISC и RISC – процессоры.

RISC процессоры (процессоры с сокращённым набором команд)

CISC процессоры (процессоры с полным набором команд)

В процессорах с полным набором команд используется уровень микропрограммирования для того, чтобы декодировать и выполнить команду микропроцессора. В этих процессорах формат команды не зависит от аппаратуры процессора. На одной и той же аппаратуре при смене микропрограммы могут быть реализованы различные микропроцессоры. С другой стороны смена аппаратуры никак не влияет на программное обеспечение микропроцессора. С точки зрения пользователя у микропроцессора только увеличивается производительность, снижается потребление энергии, уменьшаются габариты устройств. Неявным недостатком таких процессоров является то, что производители микросхем стараются увеличить количество команд, которые может выполнять микропроцессор, тем самым увеличивая сложность микропрограммы и замедляя выполнение каждой команды в целом.

В процессорах с сокращённым набором команд декодирование и исполнение команды производится аппаратно, поэтому количество команд ограниченно минимальным набором. В этих процессорах команда и микрокоманда совпадают. Преимуществом этого типа процессоров является то, что команда может быть в принципе выполнена за один такт (не требуется выполнение микропрограммы), однако для выполнения тех же действий, которые выполняет команда CISC процессора, требуется выполнение целой программы.

В большинстве случаев быстродействие RISC процессоров выше чем CISC процессоров, однако при выборе процессора нужно учитывать все параметры в целом, т.к. тактовая частота может оказаться значительно ниже по сравнению с CISC процессором (особенно если в нём применяются специальные меры по повышению производительности), разрядность команды может оказаться выше чем у CISC процессора (что чаще всего и бывает). В результате общий объём исполняемой программы для RISC процессора превысит объём подобной программы для CISC процессора.

23) Порты ввода-вывода МК AVR. Примеры программного конфигурирования портов ввода –вывода в МК AVR (примеры на языке Си или ассемблере). Регистры портов ввода-вывода.

Для работы МК с внешними устройствами (клавиатура, светодиод, 8-

ми сегментный дисплей, динамик и др.) необходимо задать направление обмена данными через соответствующие выводы, т.е. настроить их в

качестве входов или выходов. При подаче напряжения на МК или по сигналу #RESET все порты

автоматически настраиваются на ввод (в регистры направления портов

DDRx записаны нули), поэтому направление сигналов через некоторые

выводы портов необходимо переопределить. Для этого в соответствующие

портам регистры направления DDRx нужно записать единицы. Какие только языки программирования не используют для составления AVR2программ! В Интернете имеются ссыл2

ки на Ассемблер, Ada, Basic, Cи, Forth и даже Pascal. Но на практике чаще всего используют Ассемблер и Си. Первый из них предпочтителен для создания критичных во времени процедур, а второй – для быстрой разработки программ. Если учесть, что в архитектуру AVR изначально были заложены принципы оптимизации Си2процедур, то альтернативы этому алгоритмическому языку нет. Регистр данных portx фактически есть просто выходной буфер, все, что в него записывается, тут же оказывается на выходе. Но если установить вывод порта на вход (то есть записать в регистр направления ddrx логический ноль), как это сделано по умолчанию, то регистр данных portx будет играть несколько иную роль — установка его разрядов в ноль означает, что вход находится в третьем состоянии с высоким сопротивлением, а установка в единицу подключит к выводу «подтягивающий» (pull-up) резистор сопротив­лением 35—120 кОм.

Таймеры, понятие их и роль в МК AVR. Формирование событий происходящих в синхронизации с таймером. Режим ШИМ (широтно- импульсная модуляция) его применение в управлении различными устройствами.