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ロボットシステム学2015第2回
- 4. マイコン
• この2つのモノの略語
– マイクロコンピュータ
• 今で言うPC
– マイクロコントローラ
• ピンから様々な入出力が
できるようになっているIC
Oct. 7, 2015 ロボットシステム学 4
マイクロコンピュータ(コモドール64)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Commod
ore64.jpg
マイクロコントローラ(Atmel AVR ATmega8)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ATmega8_01_Pengo.jpg
- 6. マイコンが無いと・・・
• 回路の部分が増える
• 回路が増えると・・・
– 変更できない
– 基板の面積をとる
– 故障したら自分で直さなければならない
– 電圧・電流の計算面倒くさい
– ・・・
• ソフトウェアで入出力の関係を
実装できるのがマイコンの有り難み
Oct. 7, 2015 ロボットシステム学 6
CMOS
こんなのを
自分で配線
(ただしICは使える)
- 22. MPUの構成要素
• 演算装置
– 四則演算
• 汎用レジスタ
– 計算に使うデータやアドレスの一時置き場
• プログラムカウンタ
– 実行されている命令のアドレスを指す
• スタックポインタ
– スタック領域のてっぺんを指す
• 割り込みからの復帰等に使う
• ステータスレジスタ
– フラグの集まり(例:オーバーフロー・割り込み禁止・・・)
Oct. 7, 2015 ロボットシステム学 22
- 24. MPUでの演算
• これの繰り返し
– 命令を命令用メモリから取得
• 命令: アセンブリ言語の1行に相当
– 命令に従ってレジスタや
データ用メモリのデータを操作
• データを読んで演算装置で演算して書き戻す
• 参考
– 坂井 弘亮 (著): 熱血!アセンブラ入門,秀和システム, 2014.
• 実例豊富。様々なCPU
– ヘネシー, パターソン(著), 中條他(監訳, 翻訳):
コンピュータアーキテクチャ 定量的アプローチ 第5版, 翔泳社, 2014.
Oct. 7, 2015 ロボットシステム学 24
- 25. I/OとMPU
• どうやっている?
– 7番ピンの電圧(HIGH or LOW)を読む
– MPUから13ピンがHIGHになるように指令
• 答え
– ピンはいくつかのグループに分かれて
ポートとつながっている
– ポートとMPUはデータバスでつながっている
– ポートはピンの電圧を0,1に変換
– MPUはデータバス経由で0,1を読む
Oct. 7, 2015 ロボットシステム学 25
- 26. ポートからデータを読む方法
• 以下の二種類
– メモリマップドI/O
• データ用メモリと同じアドレス空間に
ポートのアドレスがマッピングされている
• PICやAVRはメモリマップドI/O
– 参考: データシートの11ページ
– 他、レジスタ等もデータ用メモリのアドレス空間に
– ポートマップドI/O(I/OマップドI/O)
• 別のアドレス空間が設定されている
Oct. 7, 2015 ロボットシステム学 26