Categories: Articles destacats » Domòtica
Nombre de visualitzacions: 189984
Comentaris sobre l'article: 7
Què són els microcontroladors: propòsit, dispositiu, programari
Microcontrolador - Es tracta d’un xip especial dissenyat per controlar diversos dispositius electrònics. Els microcontroladors van aparèixer per primera vegada el mateix any que els microprocessadors de propòsit general (1971).
Els desenvolupadors de microcontroladors van crear una idea enginyosa: combinar el processador, la memòria, la ROM i els perifèrics dins d’un recinte que sembla un microcircuit regular. Des de llavors, la producció de microcontroladors anualment supera moltes vegades la producció de processadors i la necessitat d’aquests no ha disminuït.
Els microcontroladors són produïts per desenes d’empreses i no només es produeixen microcontroladors moderns de 32 bits, sinó també 16, i fins i tot de 8 bits (com i8051 i anàlegs). Dins de cada família, sovint podeu trobar models gairebé idèntics que difereixen en la velocitat de la CPU i la mida de la memòria.
El fet és que els microcontroladors s’utilitzen principalment en sistemes incrustats, en joguines, en màquines-eina, en electrodomèstics massius, en domòtica - Si no necessiteu potència del processador, sinó un equilibri entre preu i funcionalitat suficient.
És per això que encara s’utilitzen els tipus de microcontroladors més antics: poden fer moltes coses: des d’obrir automàticament portes i encendre el reg de gespa fins integrar-se a sistema casolà intel·ligent. Al mateix temps, hi ha microcontroladors més potents que poden realitzar centenars de milions d’operacions per segon i estan lligats amb perifèrics “a les dents”. Tenen tasques corresponents. Així, primer el desenvolupador avalua la tasca i només selecciona el maquinari adequat.
Fins a la data, hi ha més de 200 modificacions de microcontroladors compatibles amb i8051, produïdes per dues dotzenes d’empreses i un gran nombre d’altres tipus de microcontroladors. Els desenvolupadors són molt populars entre els microcontroladors PIC de 8 bits de Microchip Technology i AVR d’Atmel, els 16 bits MSP430 de TI i els microcontroladors de 32 bits, l’arquitectura ARM, que està desenvolupat per ARM Limited i ven llicències a altres empreses per a la seva producció.
Micro-controlador PDIP PIC24 de 28 bits de 16 bits
Microcontrolador Atmel AVR ATmega8 en paquet DIP
Dispositiu de microcontrolador AVR
El microcontrolador es caracteritza per un gran nombre de paràmetres, ja que és alhora un complex dispositiu controlat per programari i un dispositiu electrònic (microcircuit). El prefix "micro" a nom del microcontrolador significa que es realitza mitjançant tecnologia microelectrònica.
Durant el funcionament, el microcontrolador llegeix ordres de la memòria o el port d'entrada i les executa. El que significa cada comanda està determinat pel sistema d’ordres del microcontrolador. El sistema de comandaments està incrustat en l'arquitectura del microcontrolador i l'execució del codi de comandament s'expressa en la realització de certes microoperacions pels elements interns del microcircuit.
Els microcontroladors permeten un control flexible de diversos dispositius electrònics i elèctrics. Alguns models de microcontroladors són tan potents que poden canviar directament els relés (per exemple, a Guirlandes de Nadal).
Els microcontroladors, per regla general, no funcionen sols, sinó que es solden en un circuit on, a més d’ella, es connecten pantalles, entrades de teclat, diversos sensors, etc.
El programari per a microcontroladors pot atraure l'atenció dels amants de "perseguir bits", ja que la memòria dels microcontroladors sol oscil·lar entre 2 i 128 Kb. Si és menys, haureu d’escriure en muntador o Fort, si és possible, utilitzeu versions especials de BASIC, Pascal, però sobretot C. Abans de programar finalment el microcontrolador, es prova en emuladors - programari o maquinari.
Pot sorgir la pregunta: és que el microprocessador i el microcontrolador són només un nom diferent per al mateix dispositiu, o encara són coses diferents?
Un microprocessador és el dispositiu central de qualsevol ordinador, creat per tecnologia integrada. El propi nom indica que es produeixen processos informàtics. Per tal d’extreure’n un ordinador, encara que no sigui molt modern i potent (recordeu les construccions amateurs de Radio 86 o Sinclair), s’ha de complementar amb dispositius externs. En primer lloc, es tracta de ports de memòria RAM i d’entrada per a la sortida d’informació.
El microcontrolador disposa d’un processador, RAM, memòria del programa i, a més, tot un conjunt de dispositius perifèrics que converteixen el processador en un equip totalment funcional. Segons l'antiga terminologia de l'època soviètica, aquests dispositius es van anomenar Micro-ordinadors d'un sol xip. Però la informàtica soviètica, com ja sabeu, ha arribat a un punt mort, i amb això OMEVM.
Però la tecnologia informàtica estrangera no es va mantenir en peus, per tant OMEVM es va fer conegut com a controladors (de l'anglès. Control - to manage, control). I de fet, els controladors van resultar ser molt adequats per controlar diversos equips, fins i tot no gaire complicats.
El MICROCONTROLLER ja no és un processador, però tampoc un ordinador.
El processador central de cada equip és l’ordinador principal. Tot i que l’ordinador no està destinat exclusivament a la càrrega computacional, el processador n’és l’element principal. Però no només l’ordinador disposa d’un processador.
Si hi penseu i feu una ullada més a prop, podeu trobar que els processadors s’utilitzen a la majoria d’electrodomèstics. Només allà no utilitzen processadors com en un ordinador, sinó microprocessadors i fins i tot microcontroladors.
¿Què és un microcontrolador i en què es diferencia del processador real o són components electrònics completament diferents?
Els grans circuits integrats o circuits integrats són processadors. Els microprocessadors són essencialment els mateixos processadors, però a causa del prefix “micro” la seva essència es determina que són miniatures que els seus germans “grans”. En els seus temps històrics, un processador amb la seva mida podia ocupar més d'una habitació, era correcte anomenar-los com a dinosaures extingits per macro-processadors, per tal d'ordinar-los d'alguna manera en la idea moderna de l'electrònica.
El processador reduït de mida i el disposat ocupa menys espai i es pot col·locar en un producte més compacte, aquest és el microprocessador. Però el propi processador pot fer poc, tret d’enviar dades entre els registres i realitzar algunes operacions aritmètiques i lògiques sobre ells.
Per tal que el microprocessador enviï dades a la memòria, aquesta memòria ha d’estar present al xip mateix, en el qual es troba l’element del processador, o bé connectat a una memòria RAM externa realitzada en forma de xip o mòdul separat.
A més de la memòria, el processador ha d’interactuar amb dispositius externs - perifèrics. En cas contrari, quin tipus de benefici es pot esperar del treball del processador, barrejant i movent dades endavant i endavant. El cas és que el processador interactua amb dispositius d'E / S. En un equip, és un teclat, un ratolí i els dispositius de visualització com a pantalla, opcionalment una impressora i, per exemple, un escàner, de nou per introduir informació.
Per controlar dispositius d'E / S, són indispensables els circuits i elements de memòria intermèdia adequats. A partir d’ells, s’implementa l’anomenat maquinari de la interfície. Les maneres d’interaccionar amb elements d’interfície requereixen la presència de circuits de port d’entrada / sortida, decodificadors d’adreces i formadors de bus amb circuits amortidors per augmentar la capacitat de càrrega del microprocessador.
Integració del processador amb tots els elements addicionals necessaris perquè aquest producte s’aboca en algun tipus de construcció completa i condueixi a la formació d’un microcontrolador. Un microcircuit o xip de microcontrolador implementa un processador i circuits d'interfície en un sol xip.
Un xip autònom que conté gairebé tot, de manera que això és suficient per crear un producte acabat és un exemple d’un microcontrolador típic. Per exemple, un rellotge electrònic de canell o un despertador té un microcontrolador al seu interior, que implementa totes les funcions d’aquest dispositiu. Els dispositius perifèrics individuals es connecten directament a les potes del microcircuit de microcontrolador, o es comparteixen elements addicionals o microcircuits de petit o mitjà grau d’integració.
Els microcontroladors s’utilitzen àmpliament en productes que contenen tot el sistema exclusivament en un microcircuit en miniatura, sovint anomenat microensemble. Per exemple, una targeta de crèdit “xip” conté un microcontrolador dins d’una base de plàstic. Comprimit intercomunicatiu També conté un microcontrolador. I els exemples d’ús i aplicació de microcontroladors són tan extensos al món modern que és fàcil detectar la presència d’un controlador en qualsevol dispositiu més o menys intel·ligent des d’una joguina infantil fins a un auricular de telefonia mòbil sense fil.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: