Microcontroller (MCU) er eins konar samþætt hringrásarflís, sem samþættir aðalvinnslueininguna (CPU), minni (RAM, ROM), ýmis inntak/úttak tengi (I/O) og aðrar hagnýtar einingar á litlum kísilflís. Einkennd af smæð, lítilli orkunotkun, litlum tilkostnaði og öflugum aðgerðum, eru örstýringar mikið notaðir í ýmsum rafeindatækjum og kerfum, svo sem heimilistækjum, iðnaðareftirliti, samskiptabúnaði, rafeindatækni í bifreiðum osfrv.
Hægt er að skipta vinnuferli örstýringar í eftirfarandi skref:
1.Þegar örstýringin er tengd við aflgjafann mun það sjálfkrafa framkvæma endurstillingu aflsins til að hreinsa innri skrárnar og búa sig undir venjulega notkun.
2.. Leiðbeiningar ná:Eftir að endurstillingu er lokið tekur MCU leiðbeiningar frá forritsminninu og geymir það í kennsluskránni.
3.. Leiðbeiningar umskráning:Leiðbeiningarlíkan af örstýringunni afkóðar leiðbeiningarnar í kennsluskránni til að ákvarða aðgerðina sem á að framkvæma.
4.. Framkvæmd leiðbeininga:Samkvæmt niðurstöðum um afkóðun framkvæmir örstýringin samsvarandi aðgerðir, svo sem gagnaaðgerð, rökfræði dómgreind, stjórnun og svo framvegis.
5. Truflun vinnsla:Við framkvæmd kennslu, ef hún lendir í truflunarbeiðni, mun MCU gera hlé á framkvæmd núverandi kennslu og fara til að sjá um truflunarþjónustuforritið.
6. Hringlaga framkvæmd:MCU endurtekur ofangreint ferli í samræmi við röð leiðbeininga í forritsminni til að átta sig á ýmsum aðgerðum.
Eftirfarandi er ítarleg lýsing á hinum ýmsu íhlutum örstýringarinnar og vinnu meginreglu þess.
1. CPU:Aðalvinnslueiningin (CPU) örstýringarinnar er kjarninn í öllu kerfinu, sem er ábyrgur fyrir því að framkvæma leiðbeiningarnar í forritinu. CPU samanstendur aðallega af tölur rökfræðieiningin (ALU), stjórnunareiningin (Cu) og skráarhópurinn. ALU er ábyrgt fyrir því að framkvæma alls kyns gagnatölur og rökrétta dómar; CU er ábyrgt fyrir afkóðun og stjórnun leiðbeininganna; og skráahópurinn er notaður til að geyma gögnin og millistig niðurstaðna.
2. Minni:Minni örstýringarinnar inniheldur aðallega forritaminni (ROM) og gagna minni (RAM). Forritaminni er notað til að geyma skriflega forritakóða; Gagnaminni er notað til að geyma gögnin og breyturnar meðan á notkun stendur.
3. I/O tengi:I/O tengi örstýringarinnar er notað til að skiptast á gögnum með utanaðkomandi tækjum og I/O tengi inniheldur inntakviðmót (inntak), úttakviðmót (framleiðsla) og tvíátta viðmót (tvíátta). Inntakviðmót er notað til að fá gögn send af utanaðkomandi tækjum; Útgangsviðmót er notað til að senda gögn til utanaðkomandi tækja; Tvíátta viðmót getur fengið gögn sem send eru af utanaðkomandi tækjum sem og sent gögn til utanaðkomandi tækja.
4.. Tímamælir/teljari:Tímamælir/teljari örstýringar er notaður til að búa til tímasetningarmerki eða telja ytri atburði. Tímamælirinn/teljarinn getur búið til púlsmerki með föstum tíðni eða talningu í samræmi við tíðni inntaksmerkisins.
5. Serial samskiptaviðmót:Raðsamskiptaviðmót örstýringarinnar er notað til raðsamskipta við önnur tæki. Raðsamskiptaviðmót felur í sér raðsendara (raðsendir) og raðmóttakara (raðmóttakari), sem getur gert sér grein fyrir fullri tvíhliða eða hálf tvíhliða sendingu gagna.
6. Analog-til-stafrænt breytir (ADC) og stafrænt til-greiningarbreytir (DAC):ADC örstýringarinnar er notað til að umbreyta hliðstæðum merkjum í stafræn merki til vinnslu; DAC er notað til að umbreyta stafrænum merkjum í hliðstætt merki fyrir framleiðsla í ytri tæki.
7. Truflunarkerfi:Truflunarkerfi örstýringarinnar er notað til að takast á við óvænta atburði og bæta rauntíma og viðbragðshraða kerfisins. Truflunarkerfið felur í sér truflunaruppsprettu, truflunarstýringu og truflunarþjónustuforrit. Truflunarheimildin er tækið eða atburðurinn sem býr til truflunarbeiðnina; Truflunarstýringin ber ábyrgð á stjórnun og forgangsröðun truflunarbeiðninnar; Og truflunarþjónustuforritið er forritið sem sér um truflunaratburðinn.
8. Klukka hringrás:Klukku hringrás örstýringar er notuð til að veita stöðugt klukkumerki til að samstilla verk hverrar einingar. Klukkurásin samanstendur venjulega af innri sveiflum og klukkuskiljara. Innri sveiflan býr til hátíðni klukkumerki; Klukkan skilar skiptir hátíðni klukkumerki í lág tíðni klukkumerki sem henta fyrir vinnu hverrar einingar.
9. Rafmagnsrás:Rafmagnshringrás örstýringarinnar er notuð til að veita stöðuga aflgjafa spennu fyrir allt kerfið. Rafmagnshringrásin inniheldur venjulega spennueftirlit og síu. Spenna eftirlitsstofninn stöðugir inntaksspennu í spennu sem hentar til örstýringar; Sían er notuð til að útrýma hávaða og sveiflum í framboðsspennunni.
10. Jaðarrásir:Jaðarrásir örstýringar eru ýmsir skynjarar, stýrivélar og aðrar hjálparrásir. Skynjarar eru notaðir til að greina breytingar á ytra umhverfi; Stýringar eru notaðir til að keyra utanaðkomandi tæki samkvæmt stjórnunarmerkjum; og hjálparrásir eru notaðar til að átta sig á sérstökum aðgerðum, svo sem magnara og síum.
Í stuttu máli er örstýring mjög samþætt örtölvu, sem gerir sér grein fyrir stjórnun og stjórnun ýmissa tækja með ýmsum innri aðgerðum og ytri útlægum hringrásum. Hægt er að skipta um vinnuferli örstýringar í skref eins og endurstillingu á valdi, námsleiðslu, afkóðun kennslu, framkvæmd leiðbeininga, truflun á meðhöndlun og framkvæmd lykkju. Að skilja samsetningu og vinnu meginreglu örstýringar hjálpar okkur að hanna betur og þróa ýmis rafeindatæki og kerfi.