kategorier: Udvalgte artikler » Hjemmeautomatisering
Antal visninger: 189984
Kommentarer til artiklen: 7
Hvad er mikrokontrollere - formål, enhed, software
mikrocontroller - Dette er en speciel chip designet til at kontrollere forskellige elektroniske enheder. Mikrokontrollere optrådte først i samme år som generelle mikroprocessorer (1971).
Mikrocontroller-udviklerne kom med en genial idé - at kombinere processor, hukommelse, ROM og perifere enheder i et kabinet, der ligner en almindelig mikrokredsløb. Siden da overstiger produktionen af mikrokontrollere årligt mange gange produktionen af processorer, og behovet for dem er ikke faldet.
Mikrokontrollere produceres af snesevis af virksomheder, og ikke kun moderne 32-bit mikrokontrollere produceres, men også 16 og endda 8-bit virksomheder (som i8051 og analoger). I hver familie kan du ofte finde næsten identiske modeller, der adskiller sig i CPU-hastighed og hukommelsesstørrelse.
Faktum er, at mikrokontrollere hovedsageligt bruges i indlejrede systemer, i legetøj, i værktøjsmaskiner, i husholdningsapparater til masse, i hjemmeautomation - hvor du ikke behøver processoreffekt, men snarere en balance mellem pris og tilstrækkelig funktionalitet.
Derfor er de ældste typer mikrokontrollere stadig i brug - de kan gøre meget: fra automatisk åbning af døre og tænding af kunstvanding af græsplæner til integration i smart hjem system. På samme tid er der mere kraftfulde mikrokontrollere, der kan udføre hundreder af millioner af operationer i sekundet og er bundet med perifere enheder "til tænderne." De har tilsvarende opgaver. Således vurderer udvikleren først opgaven og vælger først derefter den passende hardware til den.
I dag er der mere end 200 ændringer af mikrokontrollere, der er kompatible med i8051, produceret af to dusin virksomheder, og et stort antal andre typer mikrokontrollere. Udviklere er populære blandt 8-bit PIC-mikrokontrollere fra Microchip Technology og AVR fra Atmel, 16-bit MSP430 fra TI og 32-bit mikrokontrollere, ARM-arkitektur, der er udviklet af ARM Limited og sælger licenser til andre virksomheder til deres produktion.
16-bit 28-pin PDIP PIC24 mikrokontroller
mikrocontroller Atmel AVR ATmega8 i DIP-pakke
Mikrokontrolenhed AVR
Mikrokontrolleren er kendetegnet ved et stort antal parametre, da det samtidig er en kompleks softwarestyret enhed og en elektronisk enhed (mikrokredsløb). Præfikset "mikro" i navnet på mikrokontrolleren betyder, at det udføres ved hjælp af mikroelektronisk teknologi.
Under drift læser mikrokontrolleren kommandoer fra hukommelsen eller inputporten og udfører dem. Hvad hver kommando betyder, bestemmes af mikrokontrollerkommandosystemet. Kommandosystemet er integreret i mikrokontrollerens arkitektur, og udførelsen af kommandokoden udtrykkes i ydelsen af visse mikrooperationer af de indre elementer i mikrokredsløbet.
Mikrokontrollere tillader fleksibel kontrol af forskellige elektroniske og elektriske enheder. Nogle mikrokontrollermodeller er så kraftige, at de direkte kan skifte relæer (f.eks. Til Julekranser).
Mikrocontrollere fungerer som regel ikke alene, men loddes ind i et kredsløb, hvor der udover er skærme, tastaturindgange, forskellige sensorer osv. Er forbundet.
Software til mikrokontrollere kan tiltrække opmærksomheden hos dem, der elsker at "chase bits", da hukommelsen i mikrokontrollere normalt spænder fra 2 til 128 Kb. Hvis mindre, skal du skrive i assembler eller Fort, hvis det er muligt, skal du bruge specielle versioner af BASIC, Pascal, men for det meste C. Inden man endelig programmerer mikrokontrolleren, testes den i emulatorer - software eller hardware.
Dette kan rejse spørgsmålet: er mikroprocessoren og mikrokontrolleren bare et andet navn på den samme enhed, eller er de forskellige ting?
En mikroprocessor er den centrale enhed på enhver computer, lavet af integreret teknologi. Navnet i sig selv indikerer, at det er i det, at computerprocesser forekommer. For at gøre en computer ud af den, selvom den ikke er meget moderne og kraftfuld (husk amatørkonstruktionerne fra Radio 86 eller Sinclair), skal den suppleres med eksterne enheder. Først og fremmest er det RAM- og inputporte til at give oplysninger.
Mikrokontrolleren har en processor, RAM, programhukommelse og derudover et helt sæt perifere enheder, der gør processoren til en fuldt funktionsdygtig computer. I henhold til den gamle terminologi i den sovjetiske æra, blev sådanne enheder kaldet single-chip mikro-computere. Men sovjetisk computing, som du ved, har nået en blindgyde, og med det OMEVM.
Men udenlandsk computerteknologi stod ikke stille, derfor begyndte OMEVM at blive kaldt controllere (fra engelsk. Control - to manage, control). Og faktisk viste controllerne sig at være meget velegnede til at styre forskellige udstyr, selv ikke meget komplicerede.
MICROCONTROLLER er ikke længere en processor, men heller ikke en computer.
Den centrale processor på hver computer er hovedcomputeren. Selvom computeren ikke kun er beregnet til beregningsbelastning, er processoren hovedelementet i den. Men ikke kun computeren har en processor.
Hvis du tænker over det og ser nærmere på det, kan du opdage, at processorer bruges i de fleste husholdningsapparater. Kun der bruger de ikke sådanne processorer som på en computer, men mikroprocessorer og endda mikrokontrollere.
Så hvad er en mikrocontroller, og hvordan er den forskellig fra den aktuelle processor eller er disse helt forskellige elektroniske komponenter?
Store integrerede kredsløb eller integrerede kredsløb er processorer. Mikroprocessorer er i det væsentlige de samme processorer, men på grund af præfikset "mikro" bestemmes deres essens, at de er miniature end deres "store" brødre. I sin historiske tid kunne en processor med sin størrelse besætte mere end et rum, det var helt rigtigt at navngive dem som uddøde dinosaurer af makroprocessorer for på en eller anden måde at arrangere dem i den moderne idé om elektronik.
Reduceret størrelse og arrangeret processor tager mindre plads og kan placeres i et mere kompakt produkt, dette er mikroprocessoren. Men selve processoren kan kun gøre lidt, bortset fra at sende data mellem registrene og udføre nogle aritmetiske og logiske handlinger på dem.
For at mikroprocessoren skal sende data til hukommelsen, skal denne samme hukommelse enten være til stede på selve chippen, hvor selve processorelementet er placeret, eller forbundet til ekstern RAM, der er lavet i form af en separat chip eller modul.
Foruden hukommelse skal processoren interagere med eksterne enheder - perifere enheder. Ellers, hvilken slags fordel der kan forventes af processoren, blanding og flytning af data frem og tilbage. Pointen er, når processoren interagerer med I / O-enheder. På en computer er det et tastatur, en mus og skærmenheder som en skærm, eventuelt en printer og for eksempel en scanner, igen til indtastning af oplysninger.
For at kontrollere I / O-enheder er passende bufferkredsløb og elementer uundværlige. Baseret på dem implementeres interface såkaldt hardware. Måder at interagere med interfaceelementer kræver tilstedeværelsen af input / output portkredsløb, adressekodere og busformere med bufferkredsløb for at øge belastningen af mikroprocessoren.
Integration af processoren med alle de nødvendige yderligere elementer, så dette produkt hældes i en eller anden form for afsluttet konstruktion og fører til dannelse af en mikrokontroller. En mikrokredsløb eller mikrokontrolchip implementerer en processor og interfacekredsløb på en enkelt chip.
En selvstændig chip, der indeholder næsten alt, så det er nok til at opbygge et færdigt produkt, er et eksempel på en typisk mikrocontroller. For eksempel har et elektronisk armbåndsur eller et vækkeur en mikrokontroller inde, der implementerer alle funktioner på en sådan enhed. Individuelle perifere enheder er forbundet direkte til benene på mikrokontrollermikrokredsløbet, eller der deles yderligere elementer eller mikrokredsløb med lille eller medium grad af integration.
Mikrokontrollere bruges i vid udstrækning i produkter, der indeholder hele systemet udelukkende i en miniature mikrokredsløb, ofte kaldet en mikromontering. For eksempel indeholder et “chip” -kreditkort en mikrocontroller inde i en plastbase. Intercom tablet indeholder også en mikrocontroller inde. Og eksemplerne på anvendelse og anvendelse af mikrokontrollere er så omfattende i den moderne verden, at det er let at registrere tilstedeværelsen af en controller i en mere eller mindre intelligent enhed fra et børnetøj til et trådløst mobiltelefonhovedtelefon.
Se også på elektrohomepro.com
: