Wie steuert ein Mikroprozessor externe Geräte?
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Ein Mikroprozessor steuert externe Geräte (wie LEDs, Motoren, Displays, Sensoren oder andere Peripheriegeräte) über drei Haupttypen von Kommunikationsbussen:
🔌 1. Adressbus
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Zweck: Wählt das spezifische Gerät oder den Speicherort aus.
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Der Mikroprozessor sendet eine eindeutige Adresse, um festzulegen, welches Gerät oder I/O-Port angesprochen werden soll.
🔁 2. Datenbus
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Zweck: Überträgt Daten zu/von dem externen Gerät.
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Der Mikroprozessor kann entweder Befehle/Daten an ein Gerät senden oder Daten davon empfangen.
🕹️ 3. Steuerbus (Control Bus)
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Zweck: Sendet Steuersignale zur Koordination der Operation, z. B. Lese-/Schreibaktionen.
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Häufige Steuersignale:
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RD̅ (Read) – zum Lesen vom Gerät
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WR̅ (Write) – zum Schreiben an das Gerät
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IO/M̅ – zur Unterscheidung zwischen I/O- und Speicherzugriff
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INT – für Interrupt-Verarbeitung
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🛠️ Ablauf: Schritt-für-Schritt
👉 Beispiel: Einen Befehl senden, um eine LED einzuschalten
Angenommen, die LED ist an einen I/O-Port mit der Adresse 0x01 angeschlossen:
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Adresse 0x01 wird auf den Adressbus gelegt.
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Der gewünschte Datenwert (z. B.
0x01zum Einschalten) wird auf den Datenbus gelegt. -
Das WR̅-Signal wird über den Steuerbus aktiviert.
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Das externe Gerät (z. B. LED-Treiber) empfängt die Daten und schaltet die LED ein.
🧠 Kommunikationsmodi
| Modus | Beschreibung |
|---|---|
| Speicheradressierte I/O (Memory-Mapped I/O) | Geräte werden wie Speicher behandelt, der gesamte Adress-/Daten-/Steuerbus wird verwendet. |
| Isolierte I/O (I/O-Mapped) | Spezielle IN-/OUT-Befehle werden verwendet. Der Adressraum ist vom Speicher getrennt. |
🧩 Beispielanwendung: Steuerung eines Gleichstrommotors (DC Motor)
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Der Motortreiber ist mit einem I/O-Port verbunden.
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Der Mikroprozessor schreibt Steuerwerte an diesen Port (z. B. Richtung und Geschwindigkeit).
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Der Treiber empfängt den Befehl und versorgt den Motor entsprechend.
📦 Reale Anwendungen
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Hausautomation: Steuerung von Relais, Sensoren oder Displays.
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Robotik: Steuerung von Motoren und Servos basierend auf Sensordaten.
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Industriesteuerung: Ein-/Ausschalten von Pumpen, Alarmen oder Aktoren.
✅ Zusammenfassung
Ein Mikroprozessor steuert externe Geräte, indem er:
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sie über den Adressbus adressiert,
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Daten über den Datenbus überträgt,
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und den Ablauf über den Steuerbus steuert.