Приложения на микроконтролери

Поради факта, че сегашните микроконтролери имат достатъчно висока изчислителна мощ, което позволява само на една малка микросхема да внедри напълно функционално устройство с малък размер, освен това с ниска консумация на енергия, цената на директно завършените устройства става все по -ниска.

Поради тази причина микроконтролерите могат да бъдат намерени навсякъде в електронни блокове на напълно различни устройства: на дънни платки на компютри, в контролери на DVD устройства, твърди и твърдотелни устройства, в калкулатори, на контролни табла на перални машини, микровълнови фурни, телефони, прахосмукачки, съдомиялни машини, вътрешни домакински роботи, програмируеми релета и PLC, в модулите за управление на машината и др.

По един или друг начин на практика никое модерно електронно устройство не може да направи днес без поне един микроконтролер вътре в себе си.

Въпреки че 8-битовите микропроцесори са нещо от миналото, 8-битовите микроконтролери все още се използват широко днес. Има много приложения, при които изобщо не се изисква висока производителност, но критичният фактор е ниската цена на крайния продукт. Разбира се, има по -мощни микроконтролери, способни да обработват големи потоци от данни в реално време (видео и аудио, например).

Ето кратък списък с периферни устройства за микроконтролер, от който можете да направите изводи за възможните области и наличните области на приложимост на тези малки микросхеми:

• универсални цифрови портове, конфигурирани за вход или изход;

• различни входно-изходни интерфейси: UART, SPI, I? C, CAN, IEEE 1394, USB, Ethernet;

• цифрово-аналогови и аналогово-цифрови преобразуватели;

• компаратори;

• широтно-импулсни модулатори (ШИМ контролер);

• таймери;

• безчеткови (и стъпкови) контролери на двигатели;

• контролери за клавиатура и дисплей;

• радиочестотни предаватели и приемници;

• вградени масиви с флаш памет;

• вграден таймер за наблюдение и генератор на часовник.

Както вече разбрахте, микроконтролер е малка микросхема, върху чип на която е монтиран малък компютър. Това означава, че вътре в малък чип има процесор, ROM, RAM и периферни устройства, които са в състояние да взаимодействат както помежду си, така и с външни компоненти, просто трябва да заредите програмата в микросхемата.

Програмата ще осигури работата на микроконтролера по предназначение — ще може, според правилния алгоритъм, да контролира околната електроника (по -специално: домакински уреди, кола, атомна електроцентрала, робот, слънчева енергия) тракер и др.).

Тактовата честота на микроконтролер (или скорост на шината) отразява колко изчисления микроконтролерът може да извърши за единица време. По този начин производителността на микроконтролера и консумираната от него мощност се увеличават с увеличаване на скоростта на шината.

Производителността на микроконтролер се измерва в милиони инструкции в секунда — MIPS (Million Instructions per Second). По този начин популярният контролер Atmega8, изпълнявайки една пълна инструкция за тактов цикъл, постига производителност от 1 MIPS на MHz.

В същото време съвременните микроконтролери от различни семейства са толкова универсални, че един и същ контролер, препрограмиран, може да управлява напълно различни устройства. Невъзможно е да се ограничите до една област.

Пример за такъв универсален контролер е същият Atmega8, на който те сглобяват: таймери, часовници, мултиметри, индикатори за автоматизация на дома, драйвери на стъпкови двигатели и т.н.

Сред популярните производители на микроконтролери отбелязваме: Atmel, Hitachi, Intel, Infineon Technologies, Microchip, Motorola, Philips, Texas Instruments.

Микроконтролерите се класифицират главно по битовостта на данните, които аритметично -логическото устройство на контролера обработва: 4, 8, 16, 32, 64 — бита. И 8-битовите, както бе отбелязано по-горе, заемат значителен пазарен дял (около 50% в стойност). Следват 16-битови микроконтролери, след това DSP-контролери, използвани за обработка на сигнали (и двата представляват 20% от пазара).