Шта је микроконтролер?

Микроконтролери су саставни део уграђених система. Микроконтролер је у основи јефтин и мали рачунар на једном чипу који садржи процесор, малу меморију и програмабилну улазно-излазну периферну опрему. Они су намењени за употребу у аутоматски контролисаним производима и уређајима за извршавање унапред дефинисаних и унапред програмираних задатака. Да бисте стекли бољу представу о томе шта је заправо микроконтролер; да видимо пример производа где се користи микроконтролер. Дигитални термометар који приказује температуру околине користи микроконтролер који је повезан са температурним сензором и јединицом за приказ (попут ЛЦД-а). Микроконтролер овде узима улаз са сензора температуре у сировом облику, обрађује га и приказује на малом ЛЦД дисплеју у читљивом облику.Слично томе, један или више микроконтролера се користе у многим електронским уређајима у складу са захтевима и сложеношћу апликација.

Где се користе?

Микроконтролери се користе у уграђеним системима, у основи у разним производима и уређајима који су комбинација хардвера и софтвера и развијени за обављање одређених функција. Неколико примера уграђених система у којима се користе микроконтролери могу бити - машине за прање веша, аутомати, микроталаси, дигитални фотоапарати, аутомобили, медицинска опрема, паметни телефони, паметни сатови, роботи и разни кућни уређаји.

Зашто користимо микроконтролере?

Микроконтролери се користе за употребу аутоматизације у уграђеним апликацијама. Главни разлог иза огромне популарности микроконтролера је њихова способност да смање величину и трошкове производа или дизајна, у поређењу са дизајном који се израђује помоћу засебних микропроцесора, меморије и улазно / излазних уређаја.

Како микроконтролери имају функције попут уграђеног микропроцесора, РАМ-а, РОМ-а, серијских интерфејса, паралелних интерфејса, аналогно-дигиталног претварача (АДЦ), дигитално-аналогног претварача (ДАЦ) итд., Што олакшава изградњу апликација око њега. Поред тога, програмско окружење микроконтролера нуди широке могућности за контролу различитих врста апликација према њиховим захтевима.

Које су различите врсте микроконтролера?

На тржишту је доступан широк спектар микроконтролера. Разне компаније попут Атмел, АРМ, Мицроцхип, Текас Инструментс, Ренесас, Фреесцале, НКСП Семицондуцторс итд. Производе различите врсте микроконтролера са различитим врстама карактеристика. Улазећи у разне параметре попут програмабилне меморије, величине блица, напона напајања, улазно / излазних пинова, брзине итд., Можемо одабрати прави микроконтролер за њихову примену.

Погледајмо ове параметре и различите типове микроконтролера према тим параметрима.

Сабирница података (величина бита):

Када се класификују према величини бита, већина микроконтролера се креће од 8-битних до 32-битних (микроконтролери вишег бита су такође доступни). У 8-битном микроконтролеру његова сабирница података састоји се од 8 линија података, док се у 16-битном микроконтролеру његова сабирница података састоји од 16 линија података и тако даље за 32-битне и више микроконтролере.

Меморија:

Микроконтролери требају меморију (РАМ, РОМ, ЕПРОМ, ЕЕПРОМ, флеш меморија итд.) За чување програма и података. Док неки микроконтролери имају уграђене меморијске чипове, док други захтевају повезивање спољне меморије. Они се називају микроконтролери са уграђеном меморијом и микроконтролери са спољном меморијом. Величина уграђене меморије такође варира код различитих типова микроконтролера и углавном бисте пронашли микроконтролере са меморијом од 4Б до 4Мб.

Број улазних / излазних пинова:

Микроконтролери се разликују у зависности од броја величина улазно-излазних пинова. Може се изабрати одређени микроконтролер према захтеву апликације.

Упутства:

Постоје две врсте скупова инструкција - РИСЦ и ЦИСЦ. Микроконтролер може да користи РИСЦ (рачунар са смањеним упутством) или ЦИСЦ (рачунар са сложеним упутствима). Као што назив говори, РИСЦ смањује време рада дефинишући циклус такта инструкције; док ЦИСЦ дозвољава примену једног упутства као алтернативе многим упутствима.

Архитектура меморије:

Постоје две врсте микроконтролера - микроконтролери за архитектуру меморије Харвард и микроконтролери за меморијску архитектуру Принцетон.

Ево неколико популарних микроконтролера међу студентима и хобистима.

8051 серија микроконтролера (8-битна)

АВР микроконтролери компаније Атмел (АТтини, АТмега серија)

Микрочипови микроконтролера ПИЦ серије

Микроконтролери компаније Текас Инструментс попут МСП430

АРМ микроконтролери

Карактеристике микроконтролера

Микроконтролери се користе у уграђеним системима због њихових различитих карактеристика. Као што је приказано на доњем блок дијаграму микроконтролера, он се састоји од процесора, И / О пинова, серијских портова, тајмера, АДЦ-а, ДАЦ-а и контроле прекида.

Процесор или ЦПУ

Процесор је мозак микроконтролера. Када се улаз даје путем улазних пинова и упутства кроз програме, он обрађује податке у складу са тим и даје их на излазним пиновима.

Меморија

Меморијски чипови интегрисани су у микроконтролер за чување свих програма и података. У микроконтролере могу бити интегрисане различите врсте меморије попут РАМ-а, РОМ-а, ЕПРОМ-а, ЕЕПРОМ-а, Фласх меморије итд.

Улазно-излазни портови

Сваки микроконтролер има улазне излазне портове. У зависности од врсте микроконтролера, број улазних излазних пинова може варирати. Користе се за повезивање са спољним улазним и излазним уређајима попут сензора, дисплеја итд.

Серијски портови

Омогућују серијски интерфејс микроконтролера са осталим периферним уређајима. Серијски порт је серијски комуникациони интерфејс кроз који се подаци преносе један по један бит по један.

АДЦ и ДАЦ

Понекад уграђени системи требају претворити податке из дигиталних у аналогне и обрнуто. Тако је већина микроконтролера уграђена са уграђеним АДЦ (аналогно у дигитални претварач) и ДАЦ (дигитално у аналогни претварач) да би се извршила потребна конверзија.

Тајмери

Тајмери ​​и бројачи су важни делови уграђених система. Потребни су за разне операције као што су стварање импулса, бројање спољних импулса, модулација, осцилација итд.

Контрола прекида

Контрола прекида је једна од моћних карактеристика микроконтролера. То је врста обавештења које прекида текући процес и упућује на извршавање задатка дефинисаног контролом прекида.

Да сумирамо све ово, микроконтролери су нека врста компактних мини рачунара који су дизајнирани да извршавају одређене задатке у уграђеним системима. Захваљујући широком спектру карактеристика, њихов значај и употреба су огромни и могу се наћи у производима и уређајима у свим индустријама.