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Mikrocontroller

2004-12-08T12:39:33Z

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== Was ist ein Mikrocontroller? ==

Ein Mikrocontroller ist ein [[Prozessor]]. Der Unterschied zu PC-Prozessoren besteht darin, dass bei einem Mikrocontroller Speicher, [[Digital]]- und [[Analog]]- Ein- und Ausgänge usw. meist auf einem einzigen Chip integriert sind, so dass eine Mikrocontroller-Anwendung oft mit ein paar wenigen Bauteilen auskommt.

Mikrocontroller werden als erstes an der Bit-Zahl des internen Datenbusses unterschieden: 4bit, 8bit, 16bit und 32bit. Diese Bit-Zahl kann man als die Länge der Daten interpretieren, die der Controller in einem Befehl verarbeiten kann. Die größte in 8 [[Bit]] (=1 [[Byte]]) darstellbare Zahl ist die 255, somit kann ein 8bit-Mikrocontroller z.B. in einem [[Addition]]sbefehl immer nur Zahlen kleiner als 256 verarbeiten. Zur Bearbeitung von größeren Zahlen werden dann mehrere Befehle hintereinander benötigt, was natürlich länger dauert.

Ein Mikrocontroller braucht zum Betrieb, wie jeder andere Prozessor auch, eine extern eingespeiste [[Taktfrequenz]]. Die maximale Frequenz mit der ein Controller betrieben werden kann, reicht von 1 MHz bei alten Controllern bis hin zu über 100 MHz bei teuren 32bittern. Diese Taktfrequenz sagt jedoch noch nichts über die tatsächliche Geschwindigkeit eines Prozessors aus. So wird z.B. bei den meisten [[8051]]-Controllern die Frequenz intern durch 12 geteilt, ein mit 24 MHz getakteter [[8051]] arbeitet also eigentlich nur mit 2 MHz. Benötigt dieser dann für einen Befehl durchschnittlich 2 Taktzyklen, so bleiben "nur" noch 1 Mio. Befehle pro Sekunde übrig - ein [[AVR]], der ungeteilt mit 8MHz arbeitet und für die meisten Befehle nur einen Zyklus braucht, schafft dagegen fast 8 Mio. Befehle pro Sekunde.
(Moderne 8051-Derivate erreichen teilweise 50MIPS und mehr... Siehe Dallas 80C420)

== Wozu ist ein Mikrocontroller gut? ==

Hier ein paar Beispiele, für welche Aufgaben Mikrocontroller verwendet werden (können):

* Ladegeräte
* [[Motorsteuerung]]en
* [[Roboter]]
* [[Meßwerterfassung]] (z.B. [[Drehzahlmessung]] im Auto)
* [[Temperaturregelung|Temperaturregler]]
* [[MP3]]- und DVD-Player
* Schaltuhren
* ...

== Welchen Mikrocontroller soll ich verwenden? ==

Ein Mikrocontroller für Hobbyanwender sollte idealerweise folgende Voraussetzungen erfüllen:

* gute Beschaffbarkeit und niedriger Preis
* handliche Bauform: ein Controller mit 20 Pins ist leichter zu handhaben als einer mit 128
* [[Flash-ROM]]: der Controller sollte mindestens 1000 mal neu programmiert werden können
* In-System-Programmierbarkeit ([[ISP]]): man benötigt kein teures Programmiergerät und muss den Controller zur Programmierung nicht aus der Schaltung entfernen
* kostenlose Software verfügbar: [[Assembler]] bekommt man praktisch immer kostenlos vom Hersteller des Controllers, [[C]]-[[Compiler]] seltener

Eine ausführliche Beschreibung der Entscheidungskriterien gibt es auf der Seite [[Entscheidung Mikrocontroller]].

== verbreitete Mikrocontrollerfamilien ==

* 4 Bit
** [[MARC4]] (Atmel)
** [[SM62]] (Epson)

* 8 Bit
** [http://www.analog.com/MicroConverter MicroConverter®] (Analog Devices)
** [[AVR]] (Atmel)
** [[PIC]] (Microchip)
** [[8048]] (Intel)
** [[8051]] (Intel, versch. Hersteller)
** [[H8]] (Renesas, früher Hitachi)
** [[68HC05]] (Freescale, früher Motorola)
** [[68HC08]] (Freescale, früher Motorola)
** [[68HC11]] (Freescale, früher Motorola)
** [[ST62]] (SGS-Thomson)
** [[78K0S]] (NEC)
** [[Z8]] (Zilog)

* 16 Bit
** [[C16x]] (Infineon)
** [[M16C]] (Renesas, früher Mitsubishi)
** [[H8]] (Renesas, früher Hitachi)
** [[68HC12]] (Freescale, früher Motorola)
** [[68HC16]] (Freescale, früher Motorola)
** [[dsPIC]] (Microchip)
** [[MSP430]] (Texas Instruments)

* 32 Bit
** [http://www.analog.com/MicroConverter/ARM7 ADuC7000] (Analog Devices)
** [[AT91]] (Atmel)
** [[ElanSC520]] (AMD)
** [[TriCore]] (Infineon)
** [[SuperH]] (Renesas, früher Hitachi)
** [[LPC210X]] (Philips)

68HC08

2004-12-08T12:34:14Z

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[[Category:Mikrocontroller]]
* Hersteller Freescale [http://www.freescale.com]
* Nachfolger des [[68HC05]], des meistverkauften 8-bit Controllers weltweit
* Befehlserweiterung gegenüber dem 68HC05 zur besseren [[Compiler]]unterstützung
* [[Von Neumann-Architektur]]. Code und Daten können in jedem Speicherbereich liegen
* [[ISP|In System Programmierung]] und Debugging über Eindrahtschnittstelle
* Akkumulator und 16 [[Bit]] Indexregister
* 1-60 KB [[Flash-ROM]], max 2KB [[RAM]] bei einigen Typen zusätzlich [[EEPROM]]
* Große Typenvielfalt mit etlichen Peripherieoptionen
* Typen in 8 bis 64 Pin Gehäusen
* Low Voltage Reset
* Illegal Opcode Reset
* Illegal Address Reset
* WAIT und STOP Stromsparmodi
* Externer Takt wird intern durch 4 geteilt. Man spricht bei der Taktung üblicherweise vom Bustakt.
* Bustakt bis 8 MHz

Basierend auf dem 68HC08 ist jetzt auch die HCS08 Familie erhältlich:

* Erweiterter Befehlssatz gegenüber dem HC08.
* Low power MCU mit 1,8-3,3V Betriebspannung
* 3 Stromsparmodi
* Debugging via [[BDM]] unabhängig vom CPU Core

=== Software ===

* Kostenlose Entwicklungsumgebung inkl. Assembler, Debugger, Programmiersoftware und Simulator von P&E Micro erhältlich
* C-Compiler bis 4 KB Code (Assembler unlimited) von Metrowerks erhältlich

68HC05

2004-12-08T12:32:35Z

217.82.248.115:

[[Category:Mikrocontroller]]
*Hersteller: Freescale (http://www.freescale.com)
*Meistverkaufter 8-bit Controller weltweit (2001 wurde der 5. milliardste Chip verkauft)
*CPU basierend auf dem [[6800]]
*[[Von Neumann-Architektur]]. Code und Daten können in jedem Speicherbereich liegen.
*[[Akkumulator]] und 8 [[Bit]] Indexregister
*8-[[Bit]] [[Stack]]pointer
*Typischerweise [[OTP-ROM|OTP]] oder [[EPROM]] Typen, selten auch [[EEPROM]] - kein [[Flash-ROM]]
*Große Typenvielfalt mit etlichen Peripherieoptionen.
*Externer Takt wird intern durch 4 geteilt. Man spricht bei der Taktung üblicherweise vom Bustakt.
*Bustakt bis 2 MHz
*Schlechte Compilerunterstützung
*Verwendet in der [[C-Control]] 1
*Auslauftyp; Nachfolger: [[68HC08]]

== Software ==

*MCUEZ von Freescale
*AS und Ultraedit Unterstützung