Ovih se dana mogu naći mikrokontrolerigotovo u svim primjerima kućanskih aparata i elektronike. Na primjer, ako mikrovalna pećnica ima LED ili LCD zaslon i tipkovnicu, onda je nužno opremljena posebnim upravljačkim čipom.
Svi moderni automobili sadrže najmanjebarem jedan mikrokontroler i može biti opremljen s nekoliko za motor, sustav protiv blokiranja kočenja, tempomat itd. Bilo koji uređaj s daljinskim upravljačem gotovo sigurno ima mikrokontroler. Televizori, uređaji za reprodukciju i visokokvalitetni stereo sustavi spadaju u ovu kategoriju. Kompaktni digitalni i SLR fotoaparati, mobiteli, videokamere, telefonske sekretarice, laserski pisači, fiksne mreže s mogućnošću prepoznavanja pozivatelja i memorije za 20 brojeva, višenamjenski hladnjaci, perilice posuđa i perilice rublja, sušilice. U principu, svaki kućni aparat ili uređaj koji komunicira s korisnikom ima ugrađeni mikrokontroler.
Mikrokontroler je računalo.Sva računala, bilo da su osobni ili veliki glavni okviri, imaju zajedničke značajke. Imaju središnju procesnu jedinicu (CPU) koja izvodi programe učitavanjem uputa iz neke vrste podataka. Na primjer, na PC-u je tvrdi disk. Računalo je također opremljeno memorijom sa slučajnim pristupom (RAM). Moraju se osigurati posebna sredstva za komunikaciju s vanjskim svijetom. Na računalu su tipkovnica i miš ulazni uređaji, a monitor i pisač koriste se za izlaz. Tvrdi disk kombinira obje ove značajke, jer radi s ulaznim i izlaznim podacima.
Tip procesora koji se koristi u mikrokontroleruovisi o određenoj primjeni. Opcije se kreću od jednostavnih 4-, 8- ili 16-bitnih do složenijih 32- ili 64-bitnih. Što se memorije tiče, mogu se koristiti RAM, flash memorija, EPROM ili EEPROM. Tipično su mikrokontroleri dizajnirani za upotrebu bez dodatnih računalnih komponenata jer su dizajnirani s dovoljno ugrađene memorije i općih I / O pinova za izravnu komunikaciju sa senzorima i ostalim komponentama.
CPU arhitektura može biti ili Harvard ilivon Neumann, predlažući razne metode za razmjenu informacija između procesora i memorije. U prvom su slučaju sabirnice podataka i naredbi odvojene, što omogućuje njihov istodobni prijenos. U von Neumannovoj arhitekturi za to se koristi općenito.
Procesori mikrokontrolera mogu se temeljitina proširenom (CISC) ili smanjenom skupu uputa (RISC). CISC obično uključuje oko 80 uputa (RISC - oko 30), a također i veći broj načina adresiranja - 12-24 u usporedbi s 3-5 za RISC. Iako je prošireni skup uputa lakše implementirati i učinkovitije koristi memoriju, njegove su izvedbe sporije zbog većeg broja taktova potrebnih za njihovo izvršavanje. RISC procesori više pažnje posvećuju softveru i snažniji su.
Izvorni jezik mikrokontrolera bio je asembler. C jezik danas je popularna varijanta.
Ako je dostupan odgovarajući kabel, softversoftvera i računala, nije teško programirati mikrokontroler vlastitim rukama. Potrebno je spojiti kontroler kabelom na paralelni priključak računala, pokrenuti aplikaciju i preuzeti skup naredbi.
Kako razlikovati računalo od mikrokontrolera?Iako je prvi uređaj opće namjene koji može pokretati tisuće različitih programa, drugi je specijaliziran, usredotočen na jednu aplikaciju. Postoji niz drugih karakteristika koje razlikuju mikrokontrolere. Za korisnike početnike to neće predstavljati problem - dovoljno je utvrditi da čip ima većinu dolje navedenih kvaliteta kako bi se mogao sigurno pripisati ovoj kategoriji.
Procesori koji se koriste u mikrokontrolerima,mogu jako varirati. Na primjer, mobiteli su koristili 8-bitni mikroprocesor Z-80, razvijen 1970-ih i izvorno korišten u kućnim računalima. Garmin GPS navigator bio je opremljen verzijom Intel 80386 male snage, koja je također izvorno instalirana na stolna računala.
Većina kućanskih aparata poputmikrovalne pećnice su nezahtjevne za procesore, ali njihova je cijena važan čimbenik. U tim se slučajevima proizvođači obraćaju specijaliziranim mikrokontrolerima razvijenim od jeftinih CPU-ova male i male snage. Motorola 6811 i Intel 8051 dobri su primjeri takvih čipova. Dostupna je i Microchipova popularna PIC serija. Ovi su procesori nevjerojatno minimalni po današnjim standardima, ali su izuzetno jeftini i često mogu zadovoljiti potrebe dizajnera.
Tipični mikrokontroler je čip s 1000 bajtovaROM, 20 bajtova RAM-a i 8 I / O pinova. Kada se puštaju u velikim serijama, njihovi su troškovi niski. Naravno, nemoguće je pokrenuti Microsoft Word na takvom čipu - trebat će najmanje 30 MB RAM-a i procesor koji izvodi milijune operacija u sekundi. Ali to nije potrebno za rad s mikrovalnom pećnicom. Mikrokontroler izvodi jedan određeni zadatak, a niske cijene i potrošnja energije njegove su glavne prednosti.
Unatoč velikoj raznolikostimikrokontroleri i još više programa za njih, nakon što ste naučili kako rukovati jednim od njih, možete ih sve upoznati. Tipični scenarij izgleda ovako:
