kategória: Najlepšie články » Domáca automatizácia
Počet zobrazení: 189984
Komentáre k článku: 7
Čo sú mikrokontroléry - účel, zariadenie, softvér
mikroradič - Jedná sa o špeciálny čip určený na ovládanie rôznych elektronických zariadení. Mikrokontroléry sa prvýkrát objavili v tom istom roku ako univerzálne mikroprocesory (1971).
Vývojári mikrokontrolérov prišli s geniálnym nápadom - skombinovať procesor, pamäť, ROM a periférne zariadenia do jedného krytu, ktorý vyzerá ako bežný mikroobvod. Odvtedy výroba mikrokontrolérov ročne mnohokrát prevyšuje výrobu procesorov a ich potreba sa neznížila.
Mikrokontroléry vyrábajú desiatky spoločností a vyrábajú sa nielen moderné 32-bitové mikrokontroléry, ale aj 16 a dokonca 8-bitové (ako i8051 a analógy). V každej rodine často nájdete takmer rovnaké modely, ktoré sa líšia rýchlosťou CPU a veľkosťou pamäte.
Faktom je, že mikrokontroléry sa používajú hlavne vo vstavaných systémoch, v hračkách, v obrábacích strojoch, v domácich domácich spotrebičoch, v domáca automatizácia - kde nepotrebujete výkon procesora, ale skôr rovnováhu medzi cenou a dostatočnou funkčnosťou.
Preto sa stále používajú najstaršie typy mikrokontrolérov - môžu urobiť veľa: od automatického otvárania dverí a zapínania zavlažovania trávnikov až po integráciu do inteligentný domáci systém, Zároveň existujú výkonnejšie mikrokontroléry, ktoré dokážu vykonávať stovky miliónov operácií za sekundu a sú zviazané periférnymi zariadeniami „k zubom“. Majú zodpovedajúce úlohy. Vývojár teda najskôr vyhodnotí úlohu a až potom pre ňu vyberie vhodný hardvér.
K dnešnému dňu existuje viac ako 200 úprav mikrokontrolérov kompatibilných s i8051, ktoré vyrobili dve desiatky spoločností, a veľké množstvo ďalších typov mikrokontrolérov. Vývojári sú obľúbení u 8-bitových mikrokontrolérov PIC od Microchip Technology a AVR od Atmel, 16-bitových MSP430 od TI a 32-bitových mikrokontrolérov, ARM architecture, ktorý vyvinula ARM Limited a predáva licencie iným spoločnostiam na ich výrobu.
16-bitový 28-kolíkový mikroprocesor PDIP PIC24
mikroradič Atmel AVR ATmega8 v balíku DIP
Mikrokontrolérové zariadenie AVR
Mikrokontrolér sa vyznačuje veľkým počtom parametrov, pretože je súčasne zložitým softvérovo riadeným zariadením a elektronickým zariadením (mikroobvod). Predpona „micro“ v názve mikrokontroléra znamená, že sa vykonáva pomocou mikroelektronickej technológie.
Počas prevádzky číta mikrokontrolér príkazy z pamäte alebo vstupného portu a vykonáva ich. Čo každý príkaz znamená, je určený príkazovým systémom mikrokontroléra. Príkazový systém je zabudovaný do architektúry mikrokontroléra a vykonávanie príkazového kódu je vyjadrené vo výkone určitých mikrooperácií vnútornými prvkami mikroobvodu.
Mikrokontroléry umožňujú flexibilné ovládanie rôznych elektronických a elektrických zariadení. Niektoré modely mikrokontrolérov sú také silné, že môžu priamo prepínať relé (napríklad na Vianočné girlandy).
Mikrokontroléry spravidla nepracujú samy, ale sú spájkované do obvodu, kde sú okrem toho pripojené obrazovky, klávesové vstupy, rôzne senzory atď.
Softvér pre mikrokontroléry môže upútať pozornosť tých, ktorí milujú „naháňanie bitov“, pretože pamäť v mikrokontroléroch sa zvyčajne pohybuje od 2 do 128 Kb. Ak je to menej, musíte napísať v assembleri alebo Fort, ak je to možné, používať špeciálne verzie BASIC, Pascal, ale väčšinou C. Pred konečným naprogramovaním mikrokontroléra sa testuje v emulátoroch - softvéri alebo hardvéri.
Môže vyvstať otázka: je mikroprocesor a mikrokontrolér iba iné meno pre rovnaké zariadenie, alebo sú to stále iné veci?
Mikroprocesor je centrálne zariadenie každého počítača vyrobené pomocou integrovanej technológie. Samotný názov naznačuje, že sa v ňom vyskytujú výpočtové procesy. Aby z toho počítač nebol vyrobený, aj keď nie je príliš moderný a výkonný (pamätajte na amatérske konštrukcie rádia 86 alebo Sinclair), musíte ho doplniť externými zariadeniami. V prvom rade je to RAM a vstupné porty na výstup informácií.
Mikrokontrolér má procesor, RAM, programovú pamäť a okrem toho celú sadu periférnych zariadení, ktoré premieňajú procesor na plne funkčný počítač. Podľa starej terminológie sovietskej éry sa také zariadenia nazývali jednočipové mikropočítače. Ale ako viete, sovietske výpočty dosiahli slepú uličku as tým OMEVM.
Ale zahraničná počítačová technológia nestála, preto sa OMEVM stala známou ako radiče (z angličtiny. Control - pre správu, kontrolu). V skutočnosti sa ukázalo, že regulátory sú veľmi vhodné na ovládanie rôznych zariadení, aj keď nie príliš zložitých.
MICROCONTROLLER už nie je procesor, ale tiež počítač.
Centrálnym procesorom v každom počítači je hlavný počítač. Aj keď počítač nie je určený výlučne na výpočtové zaťaženie, procesor je v ňom hlavným prvkom. Procesor má nielen počítač.
Ak o tom premýšľate a bližšie sa pozriete, zistíte, že procesory sa používajú vo väčšine domácich spotrebičov. Len tam nepoužívajú také procesory ako v počítači, ale mikroprocesory a dokonca aj mikrokontroléry.
Čo je to mikrokontrolér a ako sa líši od skutočného procesora alebo sú to úplne odlišné elektronické komponenty?
Veľké integrované obvody alebo integrované obvody sú procesory. Mikroprocesory sú v podstate rovnaké procesory, ale kvôli predpone „micro“ je ich podstata určená tak, že sú miniatúrne ako ich „veľkí“ bratia. Vo svojej historickej dobe mohol procesor s jeho veľkosťou zaberať viac ako jednu miestnosť, bolo správne pomenovať ich ako vyhynutých dinosaurov makroprocesormi, aby ich nejako usporiadali do modernej myšlienky elektroniky.
Znížená veľkosť a usporiadaný procesor zaberajú menej miesta a dajú sa umiestniť do kompaktnejšieho produktu, to je mikroprocesor. Samotný procesor však môže urobiť málo, okrem odosielania údajov medzi registrami a vykonania niektorých aritmetických a logických operácií na nich.
Aby mikroprocesor mohol posielať dáta do pamäte, musí byť táto pamäť buď na samotnom čipe, na ktorom je umiestnený samotný procesorový prvok, alebo musí byť pripojená k externej RAM vytvorenej vo forme samostatného čipu alebo modulu.
Okrem pamäte musí procesor pracovať aj s externými zariadeniami - periférnymi zariadeniami. V opačnom prípade, aký prínos možno očakávať od práce procesora, miešania a presúvania údajov tam a späť. Ide o to, keď procesor interaguje s I / O zariadeniami. Na počítači je to klávesnica, myš a zobrazovacie zariadenia ako displej, voliteľne tlačiareň a napríklad skener, na zadávanie informácií.
Na riadenie vstupno / výstupných zariadení sú nevyhnutné príslušné obvody a prvky vyrovnávacej pamäte. Na ich základe je implementovaný tzv. Hardvér rozhrania. Spôsoby interakcie s prvkami rozhrania vyžadujú prítomnosť vstupných / výstupných portových obvodov, dekodérov adries a tvorcov zberníc s vyrovnávacími obvodmi, aby sa zvýšila kapacita záťaže mikroprocesora.
Integrácia procesora so všetkými potrebnými doplnkovými prvkami, aby tento produkt mohol naliať do nejakého úplného konštruktu a viesť k vytvoreniu mikrokontroléra. Mikroobvod alebo mikrokontrolér implementuje obvody procesora a rozhrania na jeden čip.
Samostatný čip, ktorý obsahuje takmer všetko, takže stačí na zostavenie hotového produktu, je príkladom typického mikrokontroléra. Napríklad náramkové elektronické hodiny alebo budík majú vo vnútri mikrokontrolér, ktorý implementuje všetky funkcie takéhoto zariadenia. Jednotlivé periférne zariadenia sú pripojené priamo k nohám mikroobvodu mikrokontroléra alebo sú zdieľané ďalšie prvky alebo mikroobvody malého alebo stredného stupňa integrácie.
Mikrokontroléry sa široko používajú vo výrobkoch, ktoré obsahujú celý systém výlučne v jednom miniatúrnom mikroobvode, ktorý sa často nazýva mikroskupina. Napríklad „čipová“ kreditná karta obsahuje vo vnútri plastovej základne mikrokontrolér. Interkom tableta obsahuje tiež mikrokontrolér vo vnútri. A príklady použitia a použitia mikrokontrolérov sú v modernom svete také rozsiahle, že je ľahké zistiť prítomnosť kontroléra v akomkoľvek viac či menej inteligentnom zariadení od detskej hračky po bezdrôtové slúchadlá s mobilným telefónom.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: