Шта су микроконтролери - сврха, уређај, софтвер

Микроконтролер - Ово је посебан чип дизајниран за контролу различитих електронских уређаја. Микроконтролери су се први пут појавили исте године као и микропроцесори опште намене (1971).

Програмери микроконтролера смислили су генијалну идеју - да комбинују процесор, меморију, РОМ и периферне уређаје унутар једног кућишта које личи на обичан микро круг. Од тада, производња микроконтролера годишње много пута надмашује производњу процесора, а потреба за њима није смањена.

Микроконтролере производи десетине компанија, а производе се не само модерни 32-битни микроконтролери, већ и 16, па чак и 8-битни (попут и8051 и аналога). Унутар сваке породице често можете пронаћи готово идентичне моделе који се разликују у брзини процесора и величини меморије.

Чињеница је да се микроконтролери углавном користе у уграђеним системима, играчкама, машинама, масовним кућним апаратима, кућна аутоматизација - где вам није потребна снага процесора, већ равнотежа између цене и довољне функционалности.

Због тога су најстарији типови микроконтролера и даље у употреби - могу учинити много: од аутоматски отварања врата и укључивања наводњавања травњака до интеграције у систем паметних кућа. Истовремено, постоје снажнији микроконтролери који могу обављати стотине милиона операција у секунди и везани су за периферне уређаје „до зуба“. Имају одговарајуће задатке. Тако програмер прво оцењује задатак, а тек потом одабере одговарајући хардвер за њега.

До данас постоји више од 200 модификација микроконтролера компатибилних са и8051, које су произвеле две десетине компанија, и велики број других врста микроконтролера. Програмерима су популарни 8-битни ПИЦ микроконтролери из Мицроцхип технологије и АВР из Атмела, 16-битни МСП430 из ТИ и 32-битни микроконтролери, АРМ архитектура, који је развио АРМ Лимитед и продаје лиценце другим компанијама за њихову производњу.

16-битни 28-полни ПДИП ПИЦ24 микроконтролер

Микроконтролер Атмел АВР АТмега8 у ДИП пакету

Уређај за микроконтролере АВР

Микроконтролер се одликује великим бројем параметара, пошто је истовремено сложен софтверски управљани уређај и електронски уређај (микро круг). Префикс "микро" у имену микроконтролера значи да се изводи микроелектронском технологијом.

Током рада, микроконтролер чита наредбе из меморијског или улазног улаза и извршава их. Шта свака наредба значи одређује систем наредби микроконтролера. Командни систем је уграђен у архитектуру микроконтролера, а извршење командног кода изражено је извођењем одређених микрооперација унутрашњим елементима микро круга.

Микроконтролери омогућавају флексибилну контролу различитих електронских и електричних уређаја. Неки модели микроконтролера су толико снажни да могу директно пребацивати релеје (на пример, на Божићне гирланде).

Микроконтролери у правилу не раде сами, већ су лемљени у круг у коме су поред њега повезани екрани, тастатурни улази, разни сензори итд.

Софтвер за микроконтролере може привући пажњу оних који воле „јурити битове“, јер се меморија у микроконтролерима обично креће од 2 до 128 Кб. Ако је мање, онда морате да пишете у асемблеру или Форт, ако је могуће, користите посебне верзије БАСИЦ, Пасцал, али углавном Ц. Пре него што коначно програмирате микроконтролер, тестира се у емулаторима - софтверу или хардверу.

Може се поставити питање: да ли су микропроцесор и микроконтролер различито име за исти уређај или су то још увек различите ствари?

Микропроцесор је централни уређај било ког рачунара, рађен интегрисаном технологијом. Сам назив указује на то да се у њему догађају рачунарски процеси. Да бисте из њега направили рачунар, чак и ако није баш модеран и моћан (сетите се аматерске конструкције Радио 86 или Синцлаир), он се мора допунити спољним уређајима. Прије свега, то је РАМ и улазни портови за излаз информација.

Микроконтролер има процесор, РАМ, програмску меморију и поред тога, читав низ периферних уређаја који процесор претварају у потпуно функционалан рачунар. Према старој терминологији совјетске ере, такви уређаји су се називали једно-чип микро-рачунари. Али совјетско рачунарство је, као што знате, достигло ћорсокак и с њим ОМЕВМ.

Али страна рачунарска технологија није стајала мирно, па је ОМЕВМ постао познат као контролори (од енгл. Цонтрол - то цонтрол, цонтрол). У ствари, показало се да су контролери веома погодни за контролу разне опреме, чак и не баш компликоване.

МИЦРОЦОНТРОЛЛЕР више није процесор, али такође није ни рачунар.

Централни процесор у сваком рачунару је главни рачунар. Иако рачунар није намењен само рачунском оптерећењу, процесор је главни елемент у њему. Али не само да рачунар има процесор.

Ако размислите о томе и детаљније погледате, открићете да се процесори користе у већини кућанских апарата. Само тамо користе не такве процесоре као у рачунару, већ микропроцесоре, па чак и микроконтролере.

Па шта је микроконтролер и како се разликује од стварног процесора или су то потпуно различите електронске компоненте?

Велики интегрисани кругови или интегрисани склопови су процесори. Микропроцесори су у основи исти процесори, али због префикса „микро“ њихова је суштина одређена да су минијатурнији од своје „велике“ браће. У своје историјско време, процесор са својом величином могао је да заузима више просторија, било је тачно да их макропроцесори називају изумрлим диносаурима, како би се некако средили у модерној идеји електронике.

Редуковане величине и распоређени процесор заузимају мање простора и може их се сместити у компактнији производ, ово је микропроцесор. Али сам процесор може мало, осим што шаље податке између регистара и извршава неке аритметичке и логичке операције на њима.

Да би микропроцесор могао да пошаље податке у меморију, та иста меморија мора да буде или на самом чипу, на коме се налази сам процесор, или повезана са спољном РАМ меморијом направљеном у облику засебног чипа или модула.

Поред меморије, процесор мора да делује и са спољним уређајима - периферним уређајима. У супротном, какву корист можете очекивати од рада процесора, мешања и померања података напред-назад. Поента је у томе када процесор комуницира са И / О уређајима. На рачунару је тастатура, миш и уређаји за приказ као дисплеј, опционо штампач и, на пример, скенер, поново за унос информација.

За контролу И / О уређаја неопходни су одговарајући заштитни склопови и елементи. На основу њих се имплементира интерфејс тзв хардвер. Начини интеракције са елементима интерфејса захтевају присуство улазних / излазних склопова прикључака, декодера адреса и форматора сабирница са заштитним круговима како би се повећала носивост микропроцесора.

Интегрисање процесора са свим потребним додатним елементима како би овај производ могао да се излије у неку врсту комплетне конструкције и доведе до стварања микроконтролера. Чип микроконтролера или микроконтролера имплементира процесор и интерфејс склопове на једном чипу.

Самостални чип који садржи готово све, тако да је то довољно за израду готовог производа је пример типичног микроконтролера. На пример, ручни електронски сат или будилица има унутра микроконтролер који имплементира све функције таквог уређаја. Појединачни периферни уређаји повезани су директно на ногу микроконтролера микроконтролера или се дели додатни елементи или микро кругови малог или средњег степена интеграције.

Микроконтролери се широко користе у производима који садрже цео систем искључиво у једном минијатурном микро кругу, који се често назива и микросестављање. На пример, „чип“ кредитна картица садржи микроконтролер унутра у пластичној бази. Интерцом таблет такође садржи микроконтролер унутра. А примери употребе и примене микроконтролера су у савременом свету толико обимни да је лако детектирати присуство контролера у било којем мање или више интелигентном уређају, од дечије играчке до бежичних слушалица са мобилним телефоном.