Aplicații pentru microcontroler

Datorită faptului că microcontrolerele actuale au o putere de calcul suficient de mare, ceea ce permite doar unui singur microcircuit mic să implementeze un dispozitiv complet funcțional cu o dimensiune mică, în plus, cu un consum redus de energie, prețul dispozitivelor completate direct este din ce în ce mai mic. .

Din acest motiv, microcontrolerele pot fi găsite peste tot în unitățile electronice ale dispozitivelor complet diferite: pe plăcile de bază ale computerelor, în controlerele unităților DVD, unităților hard și solid-state, în calculatoare, pe panourile de control ale mașinilor de spălat, cuptoarelor cu microunde, telefoanelor, aspiratoarelor. produse de curățare, mașini de spălat vase, roboți de casă de interior, relee programabile și PLC-uri, în modulele de control al mașinii etc.

Într-un fel sau altul, practic niciun dispozitiv electronic modern nu se poate descurca astăzi fără cel puțin un microcontroler în interiorul său.

Deși microprocesoarele pe 8 biți aparțin trecutului, microcontrolerele pe 8 biți sunt încă utilizate pe scară largă astăzi. Există multe aplicații în care performanța ridicată nu este deloc necesară, dar factorul critic este costul scăzut al produsului final.Desigur, există microcontrolere mai puternice capabile să proceseze fluxuri mari de date în timp real (video și audio, de exemplu).

Iată o listă scurtă de periferice de microcontroler din care puteți trage concluzii despre zonele posibile și zonele disponibile de aplicabilitate ale acestor cipuri mici:

• porturi digitale universale configurate pentru intrare sau ieșire;

• diverse interfețe I/O: UART, SPI, I? C, CAN, IEEE 1394, USB, Ethernet;

• convertoare digital-analogic și analog-digital;

• comparatoare;

• modulatoare de lățime a impulsurilor (controller PWM);

• cronometre;

• controlere de motoare fără perii (și pas cu pas);

• Controlere cu tastatură și afișaj;

• Emițătoare și receptoare de frecvență radio;

• matrice încorporate cu memorie flash;

• temporizator și generator de ceas încorporat.

După cum ați înțeles deja, un microcontroler este un mic microcircuit pe care este montat un mic computer. Aceasta înseamnă că în interiorul unui mic cip există un procesor, ROM, RAM și periferice care sunt capabile să interacționeze atât între ele, cât și cu componente externe, trebuie doar să încărcați programul în microcircuit.

Programul va asigura funcționarea microcontrolerului conform intenției — acesta va putea, conform algoritmului corect, să controleze electronicele din jur (în special: aparate de uz casnic, mașină, centrală nucleară, robot, tracker solar etc.).

Frecvența de ceas a unui microcontroler (sau viteza magistralei) reflectă câte calcule poate efectua microcontrolerul într-o unitate de timp. Astfel, performanța microcontrolerului și puterea consumată de acesta crește pe măsură ce viteza magistralei crește.

Performanța unui microcontroler este măsurată în milioane de instrucțiuni pe secundă - MIPS (Million Instructions per Second). Astfel, popularul controler Atmega8, executând o instrucțiune completă pe ciclu de ceas, atinge o performanță de 1 MIPS pe MHz.

În același timp, microcontrolerele moderne din familii diferite sunt atât de versatile încât același controler, reprogramat, poate controla dispozitive complet diferite. Este imposibil să te limitezi la un singur domeniu.

Un exemplu de astfel de controler universal este același Atmega8, pe care se asamblează: cronometre, ceasuri, multimetre, indicatori de automatizare a locuinței, drivere de motoare pas cu pas etc.

Printre producătorii populari de microcontrolere remarcăm: Atmel, Hitachi, Intel, Infineon Technologies, Microchip, Motorola, Philips, Texas Instruments.

Microcontrolerele sunt clasificate în principal după bitnessul datelor pe care le prelucrează dispozitivul aritmetic-logic al controlerului: 4, 8, 16, 32, 64 — biți. Și 8 biți, așa cum sa menționat mai sus, are o cotă de piață semnificativă (aproximativ 50% în valoare). Urmează microcontrolerele pe 16 biți, apoi controlerele DSP utilizate pentru procesarea semnalului (ambele reprezintă 20% din piață).