Tato část textu je určena pro úplné začátečníky z oboru mikroprocesorové techniky. I když jsou tyto pojmy pro většinu z vás běžné, určitě není na škodu si je zopakovat (připomenout):
Bit (z anglického
binary
digit)
Je to nejmenší jednotka nesoucí informaci, používaná v číslicové a výpočetní technice.
Značí se malým písmenem b , např. 8b, ale používá se též označení 8bit .
1 bit může nabývat hodnoty 1 a 0 binární číslice, odpovídající odpovědi pravda/nepravda (TRUE/FALSE) na otázku, zda určitá skutečnost nastala či nenastala.
Bajt (anglicky byte)
Též se používá název slabika, obsahuje 8 bitů a může reprezentovat desítkové číslo v rozsahu 0 až 255 (tj. 256 kombinací, 28 = 256) nebo jeden znak (např. abecedy). Jeden bajt je nejmenší objem dat, se kterým pracují číslicové počítače. U většiny pamětí je velikost paměťové buňky shodná s rozměrem jednoho bajtu.
Slovo (anglicky word)
Je to dvojice bajtů(u 8 a 16 bitových mikroprocesorů), tj. 16 bitů. Je to počet bitů, se kterým procesor (počítač) pracuje. V programovacím jazyce C se označuje int . Má rozsah čísel 0 až 65535 (216=65536). Slovo se též používá pro adresování buněk pamětí.
Pozn.: protože bajt je malá jednotka informace, používají se před slovem bajt předpony známé z matematiky, zejména kilo (kB = kilobajt = 1024 bajtů) a mega ( MB = megabajt = 1048576 bajtů). Neplatí tedy, že 1kB = 1000 B a 1MB = 1000000 B, i když se toto často používá!
Mikroprocesor
Je to velmi složitý sekvenční číslicový obvod, tvořící základní součást počítače, který vykonává převážně aritmetické a logické operace. Postupně zpracovává jednotlivé instrukce programu, čímž realizuje námi požadovanou funkci. Program je uložen v paměti programu počítače. Aby mohl mikroprocesor komunikovat s okolím, potřebuje též různá vstupně/výstupní zařízení (rozhraní).
Jednočipový mikropočítač
Vznikne spojením mikroprocesoru, pamětí a
vstupně/výstupních rozhraní do jednoho
integrovaného obvodu – čipu (proto
jednočipový). Tento integrovaný obvod má mnoho vývodů (často několik desítek) a
je velmi univerzální. Bývá doplněn mnoha přídavnými funkcemi, existuje tedy
mnoho typů jednočipového mikropočítače se stejným typem mikroprocesoru, říkáme se
stejným „jádrem“, který používá
stejný soubor instrukcí programu.
Jednočipový mikropočítač v sobě zahrnuje zpravidla vše potřebné k tomu, aby mohl obsáhnout celou aplikaci bez potřeby dalších podpůrných obvodů. V technické praxi se též používá pro jednočipový mikropočítač název mikrokontrolér, který budeme dále používat v následujícím textu a kapitolách.
Paměť
Slouží k uložení programu (programová paměť) a dat (datová paměť) v mikrokontroléru.
V mikrokontrolérech se používá často tzv. Hardvardská struktura, kdy je paměť programu oddělena od paměti dat (existuje též tzv. Von Neumannova struktura, kdy je společný paměťový prostor pro program i data).
Adresa
Je to číslo ve dvojkové soustavě, které udává umístění dané paměťové buňky v paměti. Počet bitů adresy určuje kapacitu paměti. Např. pro 16-bitovou adresu bude maximální kapacita paměti 216 = 65536 buněk (adresy od 0 do 65535). Jelikož by bylo psaní adresy ve dvojkové soustavě nepřehledné a zdlouhavé, používáme pro zápis adresy soustavu hexadecimální (šestnáctkovou).
Sběrnice
Jsou to skupiny vodičů, které propojují vstupně/výstupní zařízení, paměti a jiná speciální zařízení s procesorem počítače. Pro sběrnice jsou definovány napěťové úrovně a časové posloupnosti přicházejících signálů. Uvnitř počítače (i mikrokontroléru) se používají tyto typy sběrnic: datová (přenáší data), adresová (přenáší adresu osloveného zařízení) a řídící (slouží k synchronizaci přenosu signálů).
Registr
Používá se k dočasnému uložení dat, operandů instrukce a výsledků operace. Registry jsou součástí mikrokontroléru, podle typu mikrokontroléru jich je několik málo až několik desítek.
Zásobník (anglicky stack)
Je to speciální paměť, která se používá k dočasnému ukládání obsahu registrů (pokud registry potřebuje použít jiná část programu) a k ukládání návratové adresy při volání podprogramů. Způsob ukládání je typu LIFO (Last In First Out = „poslední dovnitř první ven“), tzn. naposledy uložená informace je na vrcholu zásobníku a při výběru se jako první přečte.
Tzv. „vrchol“ zásobníku je uložen v registru SP.
Instrukce
Je to nejmenší programová jednotka, provádí elementární operace, např. součet obsahu dvou registrů a uložení výsledku operace do registru. Smysluplná posloupnost instrukcí se nazývá program.
Instrukční soubor
Je to soubor všech instrukcí, které mikrokontrolér umí vykonat. Jejich počet je několik desítek (některý mikrokontrolér zná i více než sto instrukcí).
ALU ( Aritmethical Logical Unit)
Je to výkonná část procesoru, která provádí aritmetické (součet, rozdíl, součin, podíl) a logické operace (logický součet, logický součin, negaci, …).