پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین با صنعت ومدیریت_الکترونیک_میکروکنترلر

میکروکُنترولر ( Microcontroller)

نوعی ریزپردازنده است که دارای حافظهٔ دسترسی تصادفی (RAM) و حافظهٔ فقط‌خواندنی (ROM)، تایمر، پورت‌های ورودی و خروجی (I/O) و درگاه ترتیبی (Serial Port پورت سریال)، درون خود تراشه است، و می‌تواند به تنهایی ابزارهای دیگر را کنترل کند. به عبارت دیگر یک میکروکنترلر، مدار مجتمع کوچکی است که از یک CPU کوچک و اجزای دیگری مانند تایمر، درگاه‌های ورودی و خروجی آنالوگ و دیجیتال و حافظه تشکیل شده‌است

در واقع یک ریزپردازنده درون میکروکنترولر قرار گرفته‌است که با استفاده از آن می‌تواند محاسبات منطقی و حسابی را انجام دهد.

وجود RAM و ROM و پورت‌های I/O در میکروکنترلرها آن‌ها را یک انتخاب ایده ال برای کاربردهایی می‌کند که قیمت و اندازه در آن‌ها مهم است. در بسیاری از کاربردها مثل کنترل از راه دور تلویزیون نیازی به محاسبات سنگین در حد یک ۴۸۶ یا حتی ۸۰۸۶ وجود ندارد. در این گونه موارد و بسیاری دیگر از کاربردها فضای مورد استفاده توان مصرفی و قیمت هر واحد مهم تر از قدرت محاسبات است. در این گونه موارد اغلب لازم است تعدادی I/O خوانده شده و بیت‌های مشخصی را خاموش یا روشن کند. به همین دلیل این گونه پردازنده‌ها را (IBP (ITTY-BITTY PROCESSOR نیز می‌نامند.

میکروکنترلرها عموماً برای کاربردهای کوچک طراحی می‌شوند، بنابراین برخلاف ریزپردازنده‌ها در این‌جا مهم‌ترین مسائل، سادگی و مصرف کم‌ توان است.

اجزا

یک میکروکنترلر از بخش‌هایی مانند پردازنده، RAM، ROM و یک سری پایانه (پورت، درگاه) تشکیل شده‌است.

از سوی دیگر، از آنجا که میکروکنترلر معمولاً برای مقاصد کنترلی استفاده می‌شوند، نیاز به برقراری ارتباط با دستگاه تحت کنترل خود دارند. اما از آنجا که اکثر سیگنال‌های لازم برای این منظور سیگنال‌های آنالوگ هستند، باید ابتدا این سیگنال‌ها به صورت دودویی تبدیل شوند تا برای پردازنده قابل درک باشند. این کار توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال صورت می‌گیرد. همچنین در برخی از میکروکنترلرها مبدل دیجیتال به آنالوگی هم وجود دارد که امکان فرمان دادن میکروکنترلر به دستگاه‌های با ورودی آنالوگ را فراهم می‌کند.

از دیگر اجزای معمول و پرکاربرد در میکروکنترلرها، تایمرها هستند. تایمرها عموماً از یک شمارنده تشکیل می‌شوند که پس از تعداد مشخصی از شمارش، یک وقفه تولید می‌کنند که می‌تواند برای انجام متوالی یک کار مورد استفاده قرار گیرد.

بسیاری از میکروکنترلرها از واحد تولید مدولاسیون عرض پالس نیز برخوردارند. این واحد به خصوص در کاربردهای الکترونیک قدرت و کنترل موتور و نیز به عنوان مبدل دیجیتال به آنالوگ کاربرد دارد.

كاربرد میكروكنترلرها

میكروكنترلر برای كاربردهایی كه در آن‌ها قیمت و اندازه سیستم مهم است، مناسب است. زیرا اضافه كردن حافظه، پورت I/O تایمرها و مدار واسط لازم به میكرپروسسور سبب افزایش قیمت و اندازه سیستم می‌شود. میكروكنترلرها به‌طور گسترده‌ای در تولید سیستم‌های تك‌منظوره به كار می‌روند. منظور از سیستم تک‌منظوره سیستمی است كه از میكروكنترلر یا میكرپروسسور فقط برای یك كار استفاده می‌كند. مانند پردازنده درون یك موس كه تنها به منظور یافتن مكان اشاره گر موس و ارسال آن به PC برنامه‌ریزی شده‌است.

این سیستم‌ها در مقابل سیستم‌های چند منظوره قرار می‌گیرند. كه نمونه بارز آن یك PC است كه می‌تواند برای كاربردهای متعدد و گوناگونی همچون واژه‌پردازی، بازی‌های ویدئویی، سرویس شبكه و … مورد استفاده قرار گیرد. این توانایی PC در اجرای كارهای گوناگون به دلیل وجود سیستم عاملی است كه نرم افزار كاربردی را در RAM بار می كند تا PC بتواند آن را اجرا كند. اما در یك سیستم تک‌منظوره تنها یك نرم‌افزار كاربردی موجود است كه معمولاً درROM نوشته می‌شود. چند نمونه ساده از وسایلی كه در ساخت آن‌ها از میكروكنترلرها استفاده شده‌است، عبارت اند از كنترل از راه دور تلویزیون، تلفن، دوربین فیلمبرداری، فاكس، چاپگر، دستگاه فتوكپی،سیستم‌های حفاظتی، دزدگیر و سیستم‌های كنترل صنعتی.

به‌طور كلی می‌توان كاربرد میكروكنترلرها را در طراحی مدارهای كنترل و اتوماسیون خلاصه كرد .