Mikrokontrollerisovellukset

Koska nykyisillä mikrokontrollereilla on riittävän korkea laskentateho, mikä mahdollistaa vain yhden pienen mikropiirin toteuttaa täysin toimivan laitteen pienellä koossa, ja lisäksi alhaisella virrankulutuksella, suoraan valmiiden laitteiden hinta laskee jatkuvasti .

Tästä syystä mikrokontrollereita löytyy kaikkialta täysin erilaisten laitteiden elektronisista yksiköistä: tietokoneiden emolevyillä, DVD-asemien ohjaimissa, kiinto- ja solid-state-asemissa, laskimissa, pesukoneiden ohjauspaneeleissa, mikroaaltouunissa, puhelimissa, tyhjiössä siivouskoneet, astianpesukoneet, kotitalousrobotit, ohjelmoitavat releet ja PLC:t, koneen ohjausmoduuleissa jne.

Tavalla tai toisella, käytännössä mikään nykyaikainen elektroninen laite ei voi toimia ilman vähintään yhtä mikro-ohjainta.

Vaikka 8-bittiset mikroprosessorit ovat menneisyyttä, 8-bittisiä mikro-ohjaimia käytetään edelleen laajalti. On monia sovelluksia, joissa korkeaa suorituskykyä ei vaadita ollenkaan, mutta ratkaiseva tekijä on lopputuotteen alhainen hinta.Tietenkin on olemassa tehokkaampia mikrokontrollereita, jotka pystyvät käsittelemään suuria tietovirtoja reaaliajassa (esimerkiksi video ja ääni).

Tässä on lyhyt luettelo mikro-ohjainten oheislaitteista, joista voit tehdä johtopäätöksiä näiden pienten sirujen mahdollisista käyttöalueista ja käytettävissä olevista käyttöalueista:

• universaalit digitaaliset portit, jotka on konfiguroitu tuloa tai lähtöä varten;

• erilaisia ​​I/O-liitäntöjä: UART, SPI, I? C, CAN, IEEE 1394, USB, Ethernet;

• digitaali-analogia- ja analogia-digitaalimuuntimet;

• vertailuaineet;

• pulssinleveysmodulaattorit (PWM-ohjain);

• ajastimet;

• Harjattomat (ja askel-) moottoriohjaimet;

• Näppäimistö- ja näyttöohjaimet;

• radiotaajuuslähettimet ja -vastaanottimet;

• sisäänrakennetut taulukot flash-muistilla;

• sisäänrakennettu vahtikoiran ajastin ja kellogeneraattori.

Kuten jo ymmärsit, mikro-ohjain on pieni mikropiiri, johon on asennettu pieni tietokone. Tämä tarkoittaa, että pienen sirun sisällä on prosessori, ROM, RAM ja oheislaitteet, jotka voivat olla vuorovaikutuksessa sekä keskenään että ulkoisten komponenttien kanssa, sinun tarvitsee vain ladata ohjelma mikropiiriin.

Ohjelma varmistaa mikro-ohjaimen toiminnan tarkoitetulla tavalla - se pystyy oikean algoritmin mukaan ohjaamaan ympäröivää elektroniikkaa (erityisesti: kodinkoneet, auto, ydinvoimala, robotti, aurinkoseuranta jne.).

Mikro-ohjaimen kellotaajuus (tai väylänopeus) kertoo kuinka monta laskutoimitusta mikro-ohjain pystyy suorittamaan aikayksikössä. Näin ollen mikro-ohjaimen suorituskyky ja sen kuluttama teho kasvavat väylän nopeuden kasvaessa.

Mikro-ohjaimen suorituskykyä mitataan miljoonina käskyinä sekunnissa – MIPS (Million Instructions per Second). Siten suosittu Atmega8-ohjain, joka suorittaa yhden täydellisen käskyn kellojaksoa kohden, saavuttaa suorituskyvyn 1 MIPS per MHz.

Samaan aikaan nykyaikaiset eri perheiden mikro-ohjaimet ovat niin monipuolisia, että sama ohjain voi uudelleenohjelmoituna ohjata täysin erilaisia ​​laitteita. On mahdotonta rajoittaa itseään yhteen alueeseen.

Esimerkki tällaisesta yleisohjaimesta on sama Atmega8, johon ne kootaan: ajastimet, kellot, yleismittarit, kodin automaatioilmaisimet, askelmoottorin ajurit jne.

Suosituista mikro-ohjainvalmistajista huomaamme: Atmel, Hitachi, Intel, Infineon Technologies, Microchip, Motorola, Philips, Texas Instruments.

Mikro-ohjaimet luokitellaan pääasiassa ohjaimen aritmeettis-logiikkalaitteen käsittelemien tietojen bittimäärän mukaan: 4, 8, 16, 32, 64 — bittiä. Ja 8-bittisellä, kuten yllä todettiin, on merkittävä markkinaosuus (noin 50 % arvosta). Seuraavaksi tulevat 16-bittiset mikro-ohjaimet, sitten signaalinkäsittelyyn käytettävät DSP-ohjaimet (molempien osuus markkinoista on 20%).