Микроконтроллеры являются сердцем многих современных устройств и приборов, в том числе и бытовых. Самой главной особенностью микроконтроллеров, с точки зрения конструктора-проектировщика, является то, сто с их помощью легче и зачастую гораздо дешевле реализовать различные схемы.
На рисунке изображена структурная схема типичного современного микроконтроллера.
Структурная схема микроконтроллера
Из рисунка видно, что микроконтроллер может управлять различными устройствами и принимать от них данные при минимуме дополнительных устройств, так как так как большое число периферийных схем уже имеются на кристалле микроконтроллера. Это позволяет уменьшить размеры конструкции и снизить потребление энергии от источника питания.
Для сравнения: при использовании традиционных микропроцессоров приходится все необходимые схемы сопряжения с другими устройствами реализовывать на дополнительных компонентах, что увеличивает массу, размеры и потребление электроэнергии.
Давайте рассмотрим типичные схемы присутствующие в микроконтроллерах.
1. Центральное процессорное устройство (ЦПУ) - сердце микроконтроллера. Оно принимает из памяти программ коды команд, декодирует их и выполняет. ЦПУ состоит из регистров, арифметическо-логического устройства (АЛУ) и цепей управления.
2. Память программ. Здесь хранятся коды команд, последовательность которых формирует программу для микроконтроллера.
3. Оперативная память данных. Здесь хранятся переменные программ. У большинства микроконтроллеров здесь расположен также стек.
4. Тактовый генератор. Этот генератор определяет скорость работы микроконтроллера.
5. Цепь сброса. Эта цепь служит для правильного запуска микроконтроллера.
6. Последовательный порт – очень полезный элемент микроконтроллера. Он позволяет обмениваться данными с внешними устройствами при малом количестве проводов.
7. Цифровые линии ввода/вывода. По сравнению с последовательным портом с помощью этих линий возможно управлять одновременно несколькими линиями (или проверять состояние нескольких линий).
8. Таймер. Используется для отсчета временных интервалов.
9. Сторожевой таймер. Это специальный таймер, предназначенный для предотвращения сбоев программы. Он работает следующим образом: после запуска он начинает отсчет заданного временного интервала. Если программа не перезапустит его до истечения этого интервала времени, сторожевой таймер перезапустит микроконтроллер. Таким образом, программа должна давать сторожевому таймеру сигнал – все в порядке. Если она этого не сделала, значит по какой-либо причине произошел сбой.
| 
