میکروکنترلرها

میکروکنترلرها

میکروکنترلر چیست؟

میکروکنترلر یک تراشه یا یک  IC میباشد که جهت کنترل دستگاه های دیگر طراحی شده است. میکروکنترلرها شامل پردازنده مرکزی، حافظه و تجهیزات جانبی ورودی/خروجی است. میکروکترلر ها معمولا برای اجرا و انجام کار های ساده استفاده میشوند و معمولا به عنوان “کامیپوتری بر روی یک چیپ” توصیف میشوند.
برای استفاده از آنها نیاز است که با برنامه کنترلی خاصی برنامه نویسی شوند. اطلاعاتی که وارد میکرو کنترلر می شوند به طور موقتی در memory آن ذخیره می شود و سپس پردازشگر به اطلاعات دسترسی پیدا کرده و دستورالعمل های لازم را به منظور رمزگشایی بر روی داده ها اعمال می کند، سپس با استفاده از دستگاه های جانبی I/O، کُنِش مناسبی را صادر می کند. نام گذاری این قطعات هم بر اساس وظایف کنترلی دستگاه ها و ابعاد ساخت آنها میباشد.

یک نمونه میکروکنترلر

 

اجزا تشکیل دهنده میکروکنترلر

پردازنده : (CPU) پردازنده مهم ترین بخش یک میکرو کنترلر می باشد که پردازش اطلاعات ورودی که از طریق I/O به میکرو وارد میشود را انجام میدهد.

حافظه : تراشه های حافظه برای ذخیره همه اطلاعات وارد شده به میکروکنترلر ادغام شده اند که انواع مختلفی مثل  RAM، ROM، EPROM، EEPROM، حافظه Flash در میکروکنترلر ها وجود دارد.

پورت های ورودی/خروجی :  میکروکنترلرهای مختلف  بسته به نوع آن ها دارای تعداد پایه های خروجی ورودی مختلف و متفاوتی می باشند. آن نقش رابط میان دستگاه های ورودی و خروجی خارجی مانند سنسور ها، واحد های نمایشگر و غیره را دارند.

پورت های سریال : آن ها رابط سریال میکروکنترلر ها با سایر وسایل جانبی را امکان پذیر میکنند. پورت سریال یک رابط ارتباطی سریال است که از طریق آن اطلاعات به صورت همزمان به داخل یا خارج یک بیت توسط یک بیت دیگر منتقل می شود.

ADC و DAC : گاهی در سیستم های نهفته نیاز به تبدیل داده ها از دیجیتال به آنالوگ و معکوس آن را دارند و بیشتر میکروکنترلر ها برای انجام تبدیل مورد نیاز با ADC داخلی (مبدل آنالوگ به دیجیتال) و DAC (مبدل دیجیتال به آنالوگ) متصل شده اند.

تایمر ها : تایمر ها و شمارنده ها از قسمت های مهم سیستم های نهفته هستند که برای کار های مختلفی نظیر تولید پالس، شمارش پالس های خارجی، تعدیل، نوسان و غیره مورد نیاز هستند.

کنترل وقفه : کنترل وقفه یکی از ویژگی های قدرتمند در میکروکنترلرها می باشد که نوعی اعلان میباشد که روند مداوم را قطع کرده و دستورالعمل انجام وظیفه تعریف شده توسط کنترل وقفه را می دهد.

 

انواع میکروکنترلر

میکروکنترلرها انواع گوناگونی دارند. میکروکنترلرهای arm، میکروکنترلرهای AVR، میکروکنترلر atx mega، میکروکنترلرهای plc، میکروکنترلرهای 8051 و غیره بخشی از انواع میکروکنترلر می باشد.

بلوک دیاگرام میکروکنترلر

 

انواع میکروکنترلر براساس بیت

میکروکنترلر 8 بیتی : این نوع میکروکنترلر برای اجرای عملیات حسابی و منطقی مانند جمع، تفریق، تقسیم ضرب و غیره استفاده می شود. به عنوان مثال، 8031 و 8051 اینتل میکروکنترلرهای 8 بیتی هستند.

میکروکنترلر 16 بیتی: این نوع میکروکنترلر برای انجام عملیات حسابی و منطقی در مواردی که به دقت و عملکرد بالاتری نیاز است استفاده می شود. به عنوان مثال، Intel 8096 یک میکروکنترلر 16 بیتی است.

میکروکنترلر 32 بیتی: این نوع میکروکنترلر به طور کلی در وسایل کنترل خودکار مانند ماشین های عملیاتی اتوماتیک، لوازم پزشکی و غیره استفاده می شود.

برنامه نویسی میکروکنترلر
برای برنامه نویسی میکروکنترلر ها ، نرم افزار های خاصی وجود دارند که به آن ها کامپایلر میگویند. نام تعدادی از این کامپایلر ها در ادامه اورده شده است:

  • اتمل استودیو Atmel Studio
  • کدویژن  Codevision
  • بسکام Bascom
  • کیل Keil
  • و

هر کامپایلر زبان به خصوص خود را دارند. به طور مثال در کامپایلر اتمل استودیو و کدویژن از زبان C، بسکام زبان بیسیک و استفاده میشود. حتی در صورت استفاده از یک زبان در دو کامپایلر نمیتوان از یک کد برای هر دو استفاده نمود زیرا بسیاری از توابع و کتابخانه در کامپایلر ها با هم فرق دارند، مثلا زبان برنامه نویسی اتمل استودیو و کدویژن یکی است اما نمیتوان از کد انها برای یکدیگر استفاده کرد. مزیت فوق العاده میکروکنترلر ها کم شدن تعداد آی سی ها و قابلیت چند بار نوشتن و پاک کردن کد است.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.