في هذه الأيام يمكن العثور على ميكروكنترولرفي كل حالة تقريبا من الأجهزة المنزلية والإلكترونيات. على سبيل المثال ، إذا كان فرن الميكروويف يحتوي على شاشة LED أو LCD ولوحة مفاتيح ، فهذا يعني أنه مجهز بالضرورة بشريحة تحكم خاصة.
جميع السيارات الحديثة تحتوي على الأقلمتحكم واحد على الأقل ويمكن تزويده بالعديد من المحركات ، ونظام الفرامل المانعة للانغلاق ، ونظام التحكم في التطواف ، إلخ. من المؤكد أن أي جهاز مزود بجهاز تحكم عن بعد سيكون به تحكم متحكم دقيق. تندرج أجهزة التلفاز واللاعبين وأنظمة الاستريو عالية الجودة ضمن هذه الفئة. الكاميرات الرقمية المدمجة وكاميرات SLR والهواتف المحمولة وكاميرات الفيديو وأجهزة الرد الآلي وطابعات الليزر والخطوط الأرضية مع إمكانية تحديد هوية المتصل والذاكرة لـ 20 رقمًا وثلاجات متعددة الوظائف وغسالات الصحون وغسالات الملابس والمجففات. من حيث المبدأ ، فإن أي جهاز أو جهاز منزلي يتفاعل مع المستخدم يحتوي على متحكم مدمج.
متحكم هو جهاز كمبيوتر.تشترك جميع أجهزة الكمبيوتر ، سواء كانت أجهزة الكمبيوتر الشخصية أو الكبيرة ، في بعض الميزات الشائعة. لديهم وحدة المعالجة المركزية (CPU) التي تدير البرامج عن طريق تحميل الإرشادات من نوع من مخزن البيانات. على جهاز الكمبيوتر ، على سبيل المثال ، إنه محرك أقراص ثابت. تم تجهيز الكمبيوتر أيضًا بذاكرة وصول عشوائي (RAM). يجب توفير وسائل خاصة للتواصل مع العالم الخارجي. على جهاز الكمبيوتر ، تكون لوحة المفاتيح والماوس عبارة عن أجهزة إدخال ، وتستخدم الشاشة والطابعة لإخراجها. يجمع القرص الثابت بين هاتين الميزتين ، لأنه يعمل مع كل من بيانات المدخلات والمخرجات.
Тип используемого в микроконтроллере процессора يعتمد على التطبيق المحدد. تتوفر الخيارات من 4 أو 8 أو 16 بت إلى أكثر تعقيدًا 32 أو 64 بت. بقدر ما يتعلق الأمر بالذاكرة ، يمكن استخدام ذاكرة الوصول العشوائي ، ذاكرة فلاش ، EPROM أو EEPROM. كقاعدة عامة ، تم تصميم ميكروكنترولر للاستخدام دون مكونات الحوسبة إضافية ، لأنها مصممة مع كمية كافية من الذاكرة الداخلية ، وأيضا لديها اتصالات لعمليات المدخلات والمخرجات العامة للتفاعل مباشرة مع أجهزة الاستشعار والمكونات الأخرى.
Архитектура ЦПУ может быть как гарвардской, так и von Neumann ، تقدم طرقًا مختلفة لتبادل المعلومات بين المعالج والذاكرة. في الحالة الأولى ، يتم فصل حافلات البيانات والأوامر ، مما يسمح بنقلها في وقت واحد. في العمارة فون نيومان ، يستخدم العام لهذا الغرض.
Процессоры микроконтроллеров могут базироваться على مجموعة التعليمات الموسعة (CISC) أو المختصرة (RISC). يتضمن CISC عادة حوالي 80 تعليمات (RISC - حوالي 30) ، بالإضافة إلى عدد أكبر من أوضاع العنونة - 12-24 مقارنة بـ 3-5 في RISC. على الرغم من أن مجموعة التعليمات الموسعة أسهل في التنفيذ وتستخدم الذاكرة بشكل أكثر كفاءة ، إلا أن أدائها أقل بسبب العدد الأكبر من دورات الساعة اللازمة لتنفيذها. تولي معالجات RISC مزيدًا من الاهتمام للبرامج وأكثر إنتاجية.
في البداية ، كانت لغة ميكروكنترولر المجمع. اليوم ، C هو خيار شائع.
مع الكابل المناسب ، والبرمجياتالبرنامج والكمبيوتر الشخصي لبرمجة متحكم بكل سهولة. من الضروري توصيل وحدة التحكم بكبل بمنفذ متوازي للكمبيوتر ، وبدء التطبيق وتنزيل مجموعة الأوامر.
كيفية التمييز بين الكمبيوتر من متحكم؟إذا كان الأول عبارة عن جهاز متعدد الأغراض يمكنه تشغيل الآلاف من البرامج المختلفة ، فسيكون الثاني متخصصًا يركز على تطبيق واحد. هناك عدد من الخصائص الأخرى التي تميز ميكروكنترولر. بالنسبة للمستخدمين المبتدئين ، لن تكون هذه مشكلة - يكفي إثبات أن الشريحة تحتوي على معظم الصفات المدرجة أدناه بحيث يمكن تخصيصها بأمان لهذه الفئة.
المعالجات المستخدمة في المتحكمات الدقيقة ،يمكن أن تختلف اختلافا كبيرا. على سبيل المثال ، استخدمت الهواتف المحمولة المعالج الدقيق Z-80 8 بت ، الذي تم تطويره في السبعينيات وتم استخدامه في الأصل في أجهزة الكمبيوتر المنزلية. تم تجهيز Garmin GPS بنسخة منخفضة الطاقة من Intel 80386 ، والتي تم تثبيتها أيضًا في الأصل على أجهزة الكمبيوتر المكتبية.
Большая часть бытовой техники, такой как الموجات الصغرية تتجاهل المعالجات ، لكن سعرها عامل مهم. في هذه الحالات ، يلجأ المصنعون إلى وحدات تحكم ميكروية متخصصة مصممة من وحدات المعالجة المركزية منخفضة التكلفة والصغيرة والمنخفضة الطاقة. وتعد موتورولا 6811 وإنتل 8051 مثالين جيدين على هذه الرقائق. تتوفر أيضًا سلسلة من صور PIC Micchip الشعبية. وفقًا لمعايير اليوم ، تعد هذه المعالجات بسيطة للغاية ، لكنها رخيصة للغاية وغالبًا ما يمكنها تلبية احتياجات المصمم بالكامل.
الميكروكونترولر النموذجي هو شريحة تحتوي على 1000 بايتROM ، 20 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي و 8 دبابيس I / O. عند إطلاقها على دفعات كبيرة ، تكون تكلفتها منخفضة. بالطبع ، من المستحيل تشغيل Microsoft Word على مثل هذه الشريحة - سيتطلب ذلك 30 ميغابايت على الأقل من ذاكرة الوصول العشوائي ومعالجًا ينفذ ملايين العمليات في الثانية. ولكن للتحكم في الميكروويف ، هذا ليس ضروريًا. يقوم الميكروكونترولر بمهمة واحدة محددة ، والتكلفة المنخفضة واستهلاك الطاقة هي مزاياها الرئيسية.
على الرغم من التنوع الكبيرالمتحكمات الدقيقة والمزيد من البرامج لهم ، بعد أن تعلمت كيفية التعامل مع واحد منهم ، يمكنك التعرف على الجميع. سيناريو العمل النموذجي هو كما يلي:
