kategorier: Utvalgte artikler » Hjemmeautomatisering
Antall visninger: 189984
Kommentarer til artikkelen: 7
Hva er mikrokontrollere - formål, enhet, programvare
mikrokontroller - Dette er en spesiell brikke designet for å kontrollere forskjellige elektroniske enheter. Mikrokontrollere dukket først opp samme år som generelle mikroprocessorer (1971).
Utviklerne av mikrokontrollere kom på en genial ide - å kombinere prosessor, minne, ROM og periferiutstyr i ett kabinett som ser ut som en vanlig mikrokrets. Siden den gang overstiger produksjonen av mikrokontrollere årlig mange ganger produksjonen av prosessorer, og behovet for dem har ikke redusert.
Mikrokontrollere produseres av dusinvis av selskaper, og det produseres ikke bare moderne 32-biters mikrokontrollere, men også 16 og til og med 8-biters (som i8051 og analoger). I hver familie kan du ofte finne nesten identiske modeller som er forskjellige i CPU-hastighet og minnestørrelse.
Fakta er at mikrokontrollere hovedsakelig brukes i innebygde systemer, i leker, i maskinverktøy, i masse husholdningsapparater, i hjemme-automatisering - der du ikke trenger prosessorkraft, men snarere en balanse mellom pris og tilstrekkelig funksjonalitet.
Derfor er de eldste typene mikrokontrollere fremdeles i bruk - de kan gjøre mye: fra å automatisk åpne dører og slå på vanning av plener til å integrere seg i smarthemmesystem. Samtidig er det kraftigere mikrokontrollere som kan utføre hundrevis av millioner operasjoner per sekund og er bundet med periferiutstyr “til tennene”. De har tilsvarende oppgaver. Dermed evaluerer utvikleren først oppgaven, og velger først den aktuelle maskinvaren for den.
I dag er det mer enn 200 modifikasjoner av mikrokontrollere kompatible med i8051, produsert av to dusin selskaper, og et stort antall andre typer mikrokontrollere. Utviklere er populære blant 8-biters PIC-mikrokontrollere fra Microchip Technology og AVR fra Atmel, 16-biters MSP430 fra TI, samt 32-biters mikrokontrollere, ARM-arkitektur, som er utviklet av ARM Limited og selger lisenser til andre selskaper for deres produksjon.
16-bit 28-pinners PDIP PIC24 mikrokontroller
mikrokontroller Atmel AVR ATmega8 i DIP-pakke
Mikrokontrollenhet AVR
Mikrokontrolleren er preget av et stort antall parametere, siden det både er en kompleks programvarekontrollert enhet og en elektronisk enhet (mikrokrets). Prefikset "mikro" i navnet på mikrokontrolleren betyr at det utføres ved bruk av mikroelektronisk teknologi.
Under drift leser mikrokontrolleren kommandoer fra minnet eller inngangsporten og kjører dem. Hva hver kommando betyr, bestemmes av mikrokontrollerkommandosystemet. Kommandosystemet er innebygd i arkitekturen til mikrokontrolleren, og utførelsen av kommandokoden kommer til uttrykk i ytelsen til visse mikrooperasjoner av de indre elementene i mikrokretsen.
Mikrokontrollere tillater fleksibel kontroll av forskjellige elektroniske og elektriske enheter. Noen mikrokontrollermodeller er så kraftige at de direkte kan bytte reléer (for eksempel til Julekranser).
Mikrokontrollere fungerer som hovedregel ikke alene, men blir loddet inn i en krets der det i tillegg til det er koblet til skjermer, tastaturinnganger, forskjellige sensorer osv.
Programvare for mikrokontrollere kan tiltrekke seg oppmerksomheten til de som elsker å "jage biter", siden minnet i mikrokontrollere vanligvis varierer fra 2 til 128 Kb. Hvis mindre, må du skrive i assembler eller Fort, om mulig bruke spesielle versjoner av BASIC, Pascal, men stort sett C. Før du endelig programmerer mikrokontrolleren, testes den i emulatorer - programvare eller maskinvare.
Spørsmålet kan oppstå: er mikroprosessoren og mikrokontrolleren bare et annet navn på den samme enheten, eller er det fortsatt forskjellige ting?
En mikroprosessor er den sentrale enheten til enhver datamaskin, laget av integrert teknologi. Navnet indikerer at det ligger i det dataprosesser oppstår. For å lage en datamaskin ut av den, selv om den ikke er veldig moderne og kraftig (husk amatørkonstruksjonene til Radio 86 eller Sinclair), må den suppleres med eksterne enheter. Først av alt er det RAM- og inngangsportene for å gi ut informasjon.
Mikrokontrolleren har en prosessor, RAM, programminne, og i tillegg et helt sett med eksterne enheter som gjør prosessoren til en fullt funksjonell datamaskin. I henhold til den gamle terminologien fra den sovjetiske tiden, ble slike enheter kalt en-chip mikro-datamaskiner. Men sovjetisk databehandling har som kjent nådd en blindvei, og med den OMEVM.
Men utenlandsk datateknologi sto ikke stille, derfor ble OMEVM kjent som kontrollører (fra engelsk. Kontroll - for å styre, kontrollere). Og faktisk viste kontrollerne seg å være veldig egnet til å kontrollere forskjellige utstyr, selv ikke veldig kompliserte.
MICROCONTROLLER er ikke lenger en prosessor, men heller ikke en datamaskin.
Den sentrale prosessoren i hver datamaskin er hoveddatamaskinen. Selv om datamaskinen ikke bare er beregnet på beregningsbelastning, er prosessoren hovedelementet i den. Men ikke bare datamaskinen har en prosessor.
Hvis du tenker på det og ser nærmere på det, kan du finne at prosessorer brukes i de fleste husholdningsapparater. Bare der bruker de ikke slike prosessorer som på en datamaskin, men mikroprosessorer og til og med mikrokontrollere.
Så hva er en mikrokontroller, og hvordan skiller den seg fra selve prosessoren, eller er disse helt forskjellige elektroniske komponenter?
Store integrerte kretsløp eller integrerte kretsløp er prosessorer. Mikroprosessorer er i hovedsak de samme prosessorene, men på grunn av prefikset "mikro" blir essensen deres bestemt at de er miniatyr enn deres "store" brødre. I sin historiske tid kunne en prosessor med sin størrelse okkupere mer enn ett rom, det var helt riktig å navngi dem som utdødde dinosaurer av makroprosessorer, for på en eller annen måte å ordne dem i den moderne ideen om elektronikk.
Redusert størrelse og arrangert prosessor tar mindre plass og kan plasseres i et mer kompakt produkt, dette er mikroprosessoren. Men selve prosessoren kan gjøre lite, bortsett fra å sende data mellom registrene og utføre noen aritmetiske og logiske operasjoner på dem.
For at mikroprosessoren skal sende data til minnet, må dette minnet enten være til stede på selve brikken, som selve prosessorelementet ligger på, eller koblet til ekstern RAM laget i form av en egen chip eller modul.
I tillegg til minne, må prosessoren samhandle med eksterne enheter - eksterne enheter. Ellers hva slags fordel som kan forventes av prosessorens arbeid, blanding og flytting av data frem og tilbake. Poenget er når prosessoren samhandler med I / O-enheter. På en datamaskin er det et tastatur, en mus og skjermenheter som skjerm, eventuelt en skriver og for eksempel en skanner, igjen for å legge inn informasjon.
For å kontrollere I / O-enheter er passende bufferkretser og elementer uunnværlige. Basert på dem blir grensesnitt såkalt maskinvare implementert. Måter å samhandle med grensesnittelementer krever tilstedeværelse av inngangs- / utgangsportkretser, adressekodere og bussformere med bufferkretser for å øke lastekapasiteten til mikroprosessoren.
Integrering av prosessoren med alle nødvendige tilleggselementer, slik at dette produktet strømmet inn i en slags ferdig konstruksjon og fører til dannelse av en mikrokontroller. En mikrokrets- eller mikrokontrollerbrikke implementerer en prosessor og grensesnittkretser på en enkelt brikke.
En selvstendig chip som inneholder nesten alt, slik at dette er nok til å bygge et ferdig produkt, er et eksempel på en typisk mikrokontroller. For eksempel har en elektronisk armbåndsur eller en vekkerklokke en mikrokontroller inne, som implementerer alle funksjonene til en slik enhet. Individuelle perifere enheter kobles direkte til bena på mikrokontrollens mikrokrets, eller ytterligere elementer eller mikrokretser med liten eller middels integrasjonsgrad deles.
Mikrokontrollere er mye brukt i produkter som inneholder hele systemet utelukkende i en miniatyrmikrokrets, ofte kalt en mikromontering. For eksempel inneholder et "chip" -kredittkort en mikrokontroller inne i en plastbase. Intercom-nettbrett inneholder også en mikrokontroller inni. Og eksemplene på bruk og anvendelse av mikrokontrollere er så omfattende i den moderne verden at det er lett å oppdage tilstedeværelsen av en kontroller i en mer eller mindre intelligent enhet fra et leketøy til et trådløst mobiltelefonhodesett.
Se også på elektrohomepro.com
: