میکروکنترلر کامپیوترهای کوچک و مستقلی هستند که در کاربردهای مختلفی از کنترل سرعت موتور گرفته تا راه اندازی یک کسب و کار کوچک استفاده می شوند. آنها اغلب در سیستم های تعبیه شده استفاده می شوند، جایی که برای کنترل انواع دستگاه ها، از لوازم خانگی گرفته تا ماشین آلات صنعتی استفاده می شوند.
میکروکنترلر یک مدار مجتمع (IC) است که شامل پردازنده، حافظه و تجهیزات جانبی ورودی/خروجی (I/O) می باشد. پردازنده واحد پردازش مرکزی (CPU) است و وظیفه اجرای دستورالعمل ها و انجام محاسبات را بر عهده دارد. حافظه برای ذخیره داده ها و دستورالعمل هایی که توسط CPU استفاده می شود استفاده می شود. لوازم جانبی ورودی/خروجی به میکروکنترلر اجازه می دهد تا با سایر اجزا مانند سنسورها، نمایشگرها و موتورها تعامل داشته باشد.
میکروکنترلرها معمولاً با استفاده از یک زبان سطح بالا مانند زبان C یا اسمبلی برنامه ریزی می شوند. این به برنامه نویس اجازه می دهد تا کدی بنویسد که خواندن و درک آن آسان تر باشد. سپس کد در یک فایل باینری کامپایل می شود که می تواند در میکروکنترلر آپلود شود. هنگامی که کد آپلود شد، می توان از میکروکنترلر برای کنترل دستگاهی که به آن متصل است استفاده کرد.
مزیت اصلی استفاده از میکروکنترلر هزینه کم و اندازه کوچک آن است. این آنها را برای برنامه هایی ایده آل می کند که در آنها به کامپیوتر کامل نیاز نیست. علاوه بر این، مصرف کم انرژی آنها، آنها را برای برنامه های قابل حمل مناسب می کند.
هنگام انتخاب یک میکروکنترلر، باید چندین فاکتور را در نظر گرفت:
- اندازه پردازنده
- مقدار حافظه
- نوع لوازم جانبی ورودی/خروجی
- مصرف انرژی
- هزینه میکروکنترلر
کاربردها
میکروکنترلرها در طیف گسترده ای از کاربردها، از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند. آنها همچنین در رباتیک و در توسعه اینترنت اشیا (IoT) استفاده می شوند. میکروکنترلرها با کم هزینه و اندازه کوچک خود، انتخاب محبوبی برای توسعه دهندگانی هستند که به دنبال ایجاد سیستم های تعبیه شده هستند.
از میکروکنترلرها می توان برای ایجاد طیف گسترده ای از پروژه های الکترونیکی سفارشی استفاده کرد. آنها اغلب برای ایجاد پروژه هایی مانند سیستم های اتوماسیون خانگی، ربات های کنترل از راه دور و سایر دستگاه های تعاملی استفاده می شوند. همچنین می توان از آنها برای ایجاد سیستم های جاسازی شده استفاده کرد که سیستم هایی هستند که در یک محصول تعبیه شده اند و برای کاربر قابل مشاهده نیستند.
میکروکنترلرها بخش مهمی از الکترونیک مدرن هستند و در بسیاری از کاربردها استفاده می شوند. آنها نسبتا ارزان هستند و برنامه نویسی آنها آسان است و آنها را به یک انتخاب محبوب برای علاقمندان و حرفه ای ها تبدیل می کند.
انواع میکروکنترلر
میکروکنترلرها کامپیوترهای کوچک و تخصصی هستند که برای کنترل انواع وسایل الکترونیکی استفاده می شوند. آنها در کاربردهای مختلفی از روباتیک گرفته تا اتوماسیون خانگی استفاده می شوند. انواع مختلفی از میکروکنترلرها وجود دارد که هر کدام ویژگی ها و قابلیت های منحصر به فرد خود را دارند. در اینجا برخی از رایج ترین انواع میکروکنترلرها آورده شده است:
1. میکروکنترلرهای 8 بیتی: اینها ابتدایی ترین نوع میکروکنترلرها هستند و در کاربردهای مختلفی از جمله سیستم های کنترل خودرو و صنعتی استفاده می شوند. میکروکنترلرهای 8 بیتی بسیار کوچک طراحی شده اند و انرژی بسیار کمی مصرف می کنند.
2. میکروکنترلرهای 16 بیتی: اینها قدرتمندتر از میکروکنترلرهای 8 بیتی هستند و در کاربردهای پیچیده تری مانند دستگاه های پزشکی و روباتیک صنعتی استفاده می شوند. آنها همچنین در بسیاری از لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می شوند.
3. میکروکنترلرهای 32 بیتی: اینها پیشرفته ترین نوع میکروکنترلرها هستند و در برنامه هایی استفاده می شوند که نیاز به عملکرد بالایی دارند. آنها معمولا در سیستم های اتوماسیون صنعتی پیشرفته و دستگاه های پزشکی استفاده می شوند.
4. میکروکنترلرهای مبتنی بر ARM: میکروکنترلرهای مبتنی بر ARM برای استفاده در برنامه های کاربردی کم مصرف طراحی شده اند و در تلفن های همراه و سایر دستگاه های قابل حمل استفاده می شوند. آنها همچنین در سیستم های تعبیه شده استفاده می شوند.
5. میکروکنترلرهای پردازش سیگنال دیجیتال (DSP): اینها میکروکنترلرهای تخصصی هستند که برای پردازش سیگنال های دیجیتال مانند صدا و تصویر استفاده می شوند. آنها در انواع لوازم الکترونیکی مصرفی و سیستم های اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند.
6. آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی میدانی (FPGA): FPGA ها برای ایجاد مدارهای منطقی سفارشی استفاده می شوند و در برنامه های مختلف از جمله سیستم های هوافضا و خودرو استفاده می شوند. آنها همچنین در سیستم های اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند.