مدار میکرو کنترلی

فرمت: pdf - word (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:72

حجم:882 kb

ریزکنترلگر یا میکروکنترلر (به انگلیسی: Microcontroller) نوعی ریزپردازنده است که حائز حافظهٔ دسترسی تصادفی (RAM) و حافظهٔ تنها خواندنی (ROM)، تایمر، پورت‌های ورودی و خروجی (I/O) و درگاه ترتیبی (Serial Port پورت سریال) در داخل خود تراشه می‌باشد و می‌تواند به تنهایی بر روی ابزارهای دیگری کنترل اعمال کند. به عبارت دیگر یک میکرو کنترلر، مدار همتافت کوچکی است که از یک CPU حقیر و اجزای دیگری همانند نوسان ساز کریستالی، تایمر، درگاه‌های ورودی و خروجی آنالوگ و دیجیتال و حافظه ساختن شده‌است.

در واقع یک ریزپردازنده در تو ریزکنترلگر پیمان داده شده‌است که ریزکنترلگر با به کارگیری آن می‌تواند محاسبات منطقی و حسابی را انجام دهد.

وجود RAM و ROM و پورت‌های I/O در میکرو کنترلرها آنها را یک گزینش ایده ال برای کاربردهایی می‌کند که قیمت و مکان در آنها مهم است. در بسیاری از کاربردها مثل کنترل از راه دور تلویزیون نیازی به محاسبات وزین در بی گمان یک ۴۸۶ یا حتی ۸۰۸۶ وجود ندارد. در این نوع موارد و بسیاری دیگر از کاربردها فضای مورد کاربرد توان مصرفی و قیمت هر یکتا مهم تر از نیرو محاسبات است. در این نوع موارد اغلب لازم است شماری I/O خوانده شده و بیت‌های مشخصی را خاموش یا صریح کند. به همین دلیل این نوع پردازنده‌ها را (IBP(ITTY-BITTY PROCESSOR نیز می‌نامند.

میکروکنترلرها عموماً برای کاربردهای حقیر طراحی می‌شوند، پس برخلاف ریزپردازنده‌ها در این جا مهمترین مسائل، سادگی و مصرف کم توان است.

برخی از وسایل که از میکرو کنترلر استفاده می‌کنند: تلفن، موبایل، سیستم، ایمنی، دربازکن گاراژ، دستگاه فاکس، کامپیوتر شخصی PC، ویدئو، دوربین ویدئویی، چرخ خیاطی، سیستم‌های تهویه، سرعت سنج

اجزا

یک ریزکنترل کننده از سخت‌افزارهایی مثل پردازنده، RAM، ROM و یک سری پایانه (یا پورت یا درگاه) برپایی شده‌است.

از سوی دیگر، نظر به اینکه این قطعات در اکثر حالات برای مقاصد کنترلی بهره‌گیری می‌شوند، بیچارگی به برقراری ارتباط با دستگاه تحت کنترل خویش را دارند. اما از آنجا که اکثر سیگنال‌های لازم برای این قصد سیگنالهای آنالوگ هستند، باید پیش درآمد این سیگنال‌ها به چهره دودویی تبدیل شوند لغایت برای پردازنده قابل درک باشند. این کار بدست مبدل آنالوگ به دیجیتال چهره می‌گیرد. وانگهی در بعضی از میکروکنترلرها مبدل دیجیتال به آنالوگی هم وجود دارد که امکان پروانه دادن میکروکنترلر به دستگاه‌های با ورودی آنالوگ را فراهم می‌کند.

از سایر اجزای معمول و پرکاربرد در میکروکنترلرها، تایمرها هستند. تایمرها عموماً از یک شمارنده تشکیل می‌شوند که بعد از تعداد مشخصی از شمارش، تولید یک وقفه می‌کنند که می‌تواند برای بررسی پیاپی یک روال یا اتمام متوالی یک کار مورد استفاده قرار گیرد.

بسیاری از میکروکنترلرها از واحدهای مدولاسیون پهنا پالس نیز برخوردارند. این واحدها به خصوص در کاربردهای الکترونیک نیرو و کنترل موتور و نیز به عنوان مبدل دیجیتال به آنالوگ کاربرد دارند.

میکروکنترلرهای رایج

از مهم‌ترین و بزرگ‌ترین تولیدکنندگان میکرو کنترلرها می‌توان از کمپانی اَتمِل (به انگلیسی: Atmel) اسم برد که در حال آماده سری ای‌وی‌آر و ۸۰۵۱ میکروکنترلرهای این شرکت در ایران به انگیزه آسانی بهره‌گیری مورد توجه‌است.

برنامه‌ریزی میکروکنترلرهای AVR اغلب با زبان C و با کامپایلر codevision، و یا با زبان بیسیک و بدست نرم‌افزار BASCOM سپریدن می‌شود. یکتا سایر از تولیدکنندگان بزرگ میکروکنترلرها شرکت Microchip است که میکروکنترلرهای این شرکت با نام‌های تجاری PIC و dsPIC نیز از محبوبیت زیادی برخوردار است.

شرکت‌های بزرگ دیگری نیز در گویه فرآوری میکروکنترلر کار و جنبش می‌کنند که از آن جمله می‌توان بهTI، موتورولا و فیلیپس اشاره کرد. کمپانی intel هم نقش زیاد مهمی در فرآوری میکروکنترلرهای خانوادهٔ ۸۰۵۱ دارد.

البته اخیراً با قدرتنمایی میکروکنترلرهای آرم، این میکروکنترلرهای ۳۲ بیتی با شدت زیاد زیادی در حال فراگیر شدن است و از رشد زیاد زیادی در بازار برخوردار است. میکروکنترلرهای آرم موجود در ایران بدست سه کمپانی ان‌ایکس‌پی، اتمل و ST فرآوری می‌شوند، که در این وسط سهم میکروکنترلرهای ان‌ایکس‌پی و اتمل اغلب است.

تفاوت ریزکنترل‌گر و ریزپردازنده

ریزکنترل‌گر (میکروکنترولر) و ریزپردازنده (میکروپروسسور) تقریباً از یک شاخهٔ فنّاورانه (تکنولوژیک) و ساختاری هستند، اما در اجزای وابسته، با هم تفاوت‌های عمده دارند. در ریزپردازنده‌ها تنها واحد پردازش به صورت مجزا به صورت یک ای‌سی وجود دارد که رم و رام و حتی ثبّات‌ها در ای‌سی‌های مجزا به ریزپردازنده وصل و ساختن یک ریزرایانه می‌دهند، ولی در ریزکنترل‌گر تمام واحدهای یک رایانه، از آنگونه رم و رام و ثبّات‌ها، در درون یک ای‌سی به صورت فشرده به اسم ریزکنترل‌گر وجود دارد که معمولاً در دستگاه‌های تجاری برای تفریق بها دستگاه مثل تلویزیون و ماکروویو و غیره بهره‌گیری می‌شود.

1. منابع

3. ویکی‌پدیای انگلیسی
5. ویکی‌پدیای انگلیسی
7. Microchip Technology Delivers Six Billionth PIC Microcontroller. . Microchip Technology, 2008-02-27.

(منبع: میکروکنترولر ۸۰۵۱، نویسنده: محمد علی مزیدی، ص۲۲)

فنی و مهندسی

فایل های جدید