Mikrokontroller alkalmazások

Mivel a jelenlegi mikrokontrollerek kellően nagy számítási teljesítménnyel rendelkeznek, amely lehetővé teszi, hogy egyetlen kis mikroáramkör kis méretű, teljesen működőképes eszközt valósítson meg, ráadásul alacsony fogyasztás mellett a közvetlenül komplett készülékek ára egyre alacsonyabb. .

Emiatt a mikrokontrollerek mindenhol megtalálhatók teljesen különböző eszközök elektronikai egységeiben: számítógép alaplapjain, DVD-meghajtók vezérlőiben, merev- és szilárdtestalapú meghajtókban, számológépekben, mosógépek vezérlőpultjain, mikrohullámú sütőkben, telefonokban, porszívókban tisztítószerek, mosogatógépek, beltéri háztartási robotok, programozható relék és PLC-k, a gépvezérlő modulokban stb.

Így vagy úgy, ma gyakorlatilag egyetlen modern elektronikai eszköz sem képes megbirkózni legalább egy mikrokontrollerrel.

Bár a 8 bites mikroprocesszorok már a múlté, a 8 bites mikrokontrollereket még ma is széles körben használják. Sok olyan alkalmazás létezik, ahol egyáltalán nincs szükség nagy teljesítményre, de a kritikus tényező a végtermék alacsony költsége.Természetesen léteznek nagyobb teljesítményű mikrokontrollerek, amelyek képesek nagy adatfolyamok valós időben történő feldolgozására (például videó és hang).

Íme egy rövid lista a mikrokontroller-perifériákról, amelyekből következtetéseket vonhat le ezeknek a kis chipeknek a lehetséges területeiről és elérhető alkalmazási területeiről:

• bemenetre vagy kimenetre konfigurált univerzális digitális portok;

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

• digitális-analóg és analóg-digitális átalakítók;

• komparátorok;

• impulzusszélesség-modulátorok (PWM vezérlő);

• időzítők;

• Kefe nélküli (és léptető) motorvezérlők;

• billentyűzet- és kijelzővezérlők;

• rádiófrekvenciás adók és vevők;

• beépített tömbök flash memóriával;

• beépített watchdog időzítő és óragenerátor.

Amint már megértette, a mikrovezérlő egy kis mikroáramkör, amelyre egy kis számítógép van felszerelve. Ez azt jelenti, hogy egy kis chip belsejében van egy processzor, ROM, RAM és perifériák, amelyek képesek kölcsönhatásba lépni egymással és a külső komponensekkel is, csak be kell tölteni a programot a mikroáramkörbe.

A program biztosítja a mikrokontroller rendeltetésszerű működését – a megfelelő algoritmus szerint képes lesz vezérelni a környező elektronikát (különösen: háztartási gépeket, autót, atomerőművet, robotot, napelemes nyomkövetőt stb.).

A mikrokontroller órajel-frekvenciája (vagy buszsebessége) azt tükrözi, hogy a mikrokontroller hány számítást tud végrehajtani egy időegység alatt. Így a busz sebességének növekedésével a mikrokontroller teljesítménye és az általa fogyasztott teljesítmény növekszik.

A mikrokontroller teljesítményét milliónyi utasításban mérik másodpercenként – MIPS-ben (Million Instructions per Second). Így a népszerű Atmega8 vezérlő órajelenként egy teljes utasítást végrehajtva 1 MIPS/ MHz teljesítményt ér el.

Ugyanakkor a különböző családokból származó modern mikrokontrollerek annyira sokoldalúak, hogy ugyanaz a vezérlő újraprogramozva teljesen különböző eszközöket vezérelhet. Lehetetlen egyetlen területre korlátozni magát.

Példa egy ilyen univerzális vezérlőre ugyanaz az Atmega8, amelyre szerelik: időzítők, órák, multiméterek, otthoni automatizálási jelzők, léptetőmotor meghajtók stb.

A mikrokontrollerek népszerű gyártói közül megjegyezzük: Atmel, Hitachi, Intel, Infineon Technologies, Microchip, Motorola, Philips, Texas Instruments.

A mikrokontrollereket elsősorban a vezérlő aritmetikai-logikai eszköze által feldolgozott adatok bitessége alapján osztályozzák: 4, 8, 16, 32, 64 — bit. És a 8 bitesnek, amint fentebb megjegyeztük, jelentős piaci részesedése van (értékben körülbelül 50%). Következnek a 16 bites mikrokontrollerek, majd a jelfeldolgozásra használt DSP-vezérlők (mindkettő a piac 20%-át teszi ki).