V súčasnosti sa dajú nájsť mikrokontrolérytakmer v každom prípade domácich spotrebičov a elektroniky. Napríklad, ak má mikrovlnná rúra LED alebo LCD obrazovku a klávesnicu, musí byť nevyhnutne vybavená špeciálnym kontrolným čipom.
Všetky moderné vozidlá obsahujú aspoňaspoň jeden mikrokontrolér a môže byť vybavený niekoľkými pre motor, protiblokovací brzdový systém, tempomat atď. Akékoľvek zariadenie s diaľkovým ovládaním bude mať takmer určite ovládanie mikrokontroléra. Televízory, prehrávače a vysokokvalitné stereo systémy patria do tejto kategórie. Kompaktné digitálne a zrkadlovky, mobilné telefóny, videokamery, záznamníky, laserové tlačiarne, pevné linky so schopnosťou identifikácie volajúceho a pamäte pre 20 čísel, multifunkčné chladničky, umývačky riadu a práčky, sušičky. Každý domáci spotrebič alebo zariadenie, ktoré interaguje s používateľom, má v zásade zabudovaný mikrokontrolér.
Mikrokontrolér je počítač.Všetky počítače, či už osobné alebo veľké sálové počítače, zdieľajú niektoré bežné funkcie. Majú centrálnu procesorovú jednotku (CPU), ktorá spúšťa programy načítaním pokynov z nejakého druhu ukladania údajov. Napríklad na PC je to pevný disk. Počítač je tiež vybavený pamäťou s nezávislým prístupom (RAM). Na komunikáciu s okolitým svetom sa musia zabezpečiť osobitné prostriedky. Na počítači sú klávesnica a myš vstupnými zariadeniami a na výstup sa používajú monitor a tlačiareň. Pevný disk kombinuje obe tieto funkcie, pretože pracuje so vstupnými aj výstupnými údajmi.
Typ procesora použitého v mikroradičizávisí od konkrétnej aplikácie. Možnosti sú k dispozícii od jednoduchých 4-, 8- alebo 16-bitových až po zložitejšie 32- alebo 64-bitové. Pokiaľ ide o pamäť, je možné použiť RAM, flash pamäť, EPROM alebo EEPROM. Mikrokontroléry sú spravidla navrhnuté tak, aby sa mohli používať bez ďalších výpočtových komponentov, pretože sú navrhnuté s dostatočným množstvom vnútornej pamäte a majú tiež kontakty na všeobecné operácie vstup-výstup, aby priamo interagovali so snímačmi a inými komponentmi.
Architektúra CPU môže byť buď Harvard alebovon Neumann, ktorý ponúka rôzne metódy výmeny informácií medzi procesorom a pamäťou. V prvom prípade sú dátové a príkazové zbernice oddelené, čo umožňuje ich simultánny prenos. V von Neumannovej architektúre sa na to používa všeobecný.
Procesory mikrokontrolérov môžu byť založenérozšírenej (CISC) alebo skrátenej inštrukčnej sady (RISC). CISC zvyčajne obsahuje asi 80 pokynov (RISC - asi 30), ako aj väčší počet režimov adresovania - 12 - 24 v porovnaní s 3 - 5 v RISC. Aj keď je rozšírená sada inštrukcií ľahšie implementovateľná a využíva pamäť efektívnejšie, jej výkon je nižší kvôli väčšiemu počtu hodinových cyklov potrebných na ich vykonanie. Procesory RISC venujú väčšiu pozornosť softvéru a sú produktívnejšie.
Pôvodne bol jazykom mikrokontrolérov assembler. Dnes je C populárnou možnosťou.
S vhodným káblom, softvéromsoftvér a PC na programovanie mikrokontroléra vlastnými rukami je ľahké. Je potrebné prepojiť radič káblom s paralelným portom počítača, spustiť aplikáciu a stiahnuť súbor príkazov.
Ako rozlíšiť počítač od mikrokontroléra?Ak je prvé univerzálne zariadenie, ktoré dokáže prevádzkovať tisíce rôznych programov, druhé je špecializované a zamerané na jednu aplikáciu. Existuje niekoľko ďalších charakteristík, ktoré odlišujú mikrokontroléry. Pre začínajúcich používateľov to nebude problém - stačí dokázať, že čip má väčšinu uvedených vlastností, aby mohol byť bezpečne zaradený do tejto kategórie.
Procesory používané v mikrokontroléroch,sa môžu veľmi líšiť. Napríklad mobilné telefóny používali 8-bitový mikroprocesor Z-80, vyvinutý v 70. rokoch a pôvodne používaný v domácich počítačoch. Garmin GPS bol vybavený verziou Intel 80386 s nízkou spotrebou, ktorá bola pôvodne nainštalovaná aj na stolových počítačoch.
Väčšina domácich spotrebičov, naprMikrovlny sú pre spracovateľov nenáročné, ale ich cena je dôležitým faktorom. V týchto prípadoch sa výrobcovia obracajú na špecializované mikrokontroléry navrhnuté z lacných, malých a nízkoenergetických CPU. Motorola 6811 a Intel 8051 sú dobrými príkladmi takýchto čipov. K dispozícii je aj rad populárnych čipov PIC Microchip. Podľa súčasných štandardov sú tieto procesory neuveriteľne minimalistické, sú však mimoriadne lacné a často dokážu úplne uspokojiť potreby projektanta.
Typickým mikrokontrolérom je čip s 1 000 bajtovROM, 20 bajtov RAM a 8 pinov I / O. Keď sú uvoľnené vo veľkých dávkach, ich cena je nízka. Na takomto čipe samozrejme nie je možné spustiť program Microsoft Word - bude to vyžadovať najmenej 30 MB pamäte RAM a procesor, ktorý vykonáva milióny operácií za sekundu. Ale na ovládanie mikrovlnnej rúry to nie je potrebné. Mikrokontrolér vykonáva jednu konkrétnu úlohu a jeho hlavnými výhodami sú nízka cena a spotreba energie.
Napriek veľkej rozmanitostimikrokontroléry a ešte viac programov pre nich, ktorí sa naučili, ako s jedným z nich zaobchádzať, môžete spoznať každého. Typický pracovný scenár je nasledujúci:
