マイコンのプログラム

マイコンの構成とプログラム

マイコンの構成は、CPU、メモリ、入出力ポート、タイマー、割り込み制御回路、A/Dコンバータなどで構成されています。プログラムは、CPUが実行する機械語プログラムで、主にROMに格納されています。プログラムは、CPUによって順次実行され、入力信号を処理し、出力信号を制御するための処理を行います。

マイコンには、いくつかの種類があり、用途によって最適なマイコンを選択する必要があります。また、プログラムは、アセンブラ言語、C言語、BASIC言語などの高水準言語で記述することもできます。高水準言語で記述されたプログラムは、コンパイラによって機械語プログラムに変換され、マイコンに書き込むことができます。

マイコンのメモリー

マイコンのメモリには、主にプログラム用のROMとデータ用のRAMがあります。

ROMは、プログラムを格納するための不揮発性メモリで、電源を切ってもデータを保持できます。一度書き込んだ内容は、通常の条件では書き換えることができません。しかし、一部のマイコンにはフラッシュROMと呼ばれる書き換え可能なROMが搭載されているものもあります。

RAMは、データを格納するための揮発性メモリで、電源を切ると内容が失われます。RAMは、入出力ポートのレジスタや変数などの一時的なデータを格納するために使用されます。一部のマイコンにはEEPROMと呼ばれる不揮発性メモリが搭載されており、データの保持が可能です。

また、一部のマイコンにはキャッシュメモリやバッファメモリなどの専用メモリが搭載されているものもあります。これらは、プログラムやデータの高速処理を支援するために使用されます。

マイコンのプログラムとは何ですか？

マイコンのプログラムとは、マイコンが実行するための命令や手順の集まりです。プログラムは、プログラマが記述した高水準言語（C言語など）からコンパイラを使用してマシン語に変換され、その結果がマイコンに書き込まれます。

マイコンが実行するプログラムには、様々な機能が含まれます。例えば、入出力ポートの制御やセンサーからの信号の読み取り、モーターの駆動、通信プロトコルの実装などがあります。プログラムは、これらの機能を適切に実行するための手順や条件分岐、ループなどが含まれます。

プログラムは、マイコンのメモリに格納され、マイコンが電源を投入して動作すると、そのプログラムが順番に実行されます。プログラムが実行される過程で、マイコンは入力を読み取り、出力を制御し、必要に応じて内部の状態を更新します。

すべてのマイコンはプログラムと呼ばれる手続きで動かされるようになっています。この手続きとは”作業手順”そのものです。人が何かを行う為には計画を立てますが、プログラムとはこれとまったく一緒で何かを行う為の手順を規定したものです。

マイコンは命令（手順）を順番に実行するわけですが、電気信号で動作するマイコンが理解できる命令は”ビット”と呼ばれる0と１ノ2種類しか区別がつかないので、命令の種類としては不足です。そこでビットをいくつか組み合わせて複数のビットの並びで種別指定が増えるようにします。

例えば０と1の組み合わせ（1ビット）を2つ組み合わせれば、4通り、8ビットを組み合わせると”256”通り（2の8乗）通りの区別がつくことになります。

マイコンの世界では8ビットの組み合わせを”バイト”と呼んでいます。

ハードウエアーではフリップフロップの集まりで構成されていて”レジスタ”と呼ばれています。

フリップフロップ（Flip-Flop）は、デジタル回路において、1ビットのメモリーを持つ回路素子のことを指します。フリップフロップは、2つの状態（0と1）を保持することができ、その状態は、入力信号や時計信号によって変化します。

フリップフロップは、主にカウンターやレジスタ、シフトレジスタなどの回路に使用されます。代表的なフリップフロップには、SRフリップフロップ、Dフリップフロップ、JKフリップフロップなどがあります。

例えば、Dフリップフロップは、1つのデータ入力と1つのクロック入力を持ち、クロック信号が入力された時に、データ入力の値を出力に保持します。このような特性を持つフリップフロップは、レジスタやシフトレジスタの構成要素として使用されます。