میکروکنترلر چیست و انواع آن چه نام دارد؟

یکی از مهم‌ترین قطعات الکترونیکی که می‌توانید در هر وسیله الکترونیکی پیشرفته‌ای آن را پیدا کنید میکرو کنترلر است. این قطعه الکترونیکی یک مدار مجتمع (IC) بسیار کوچک است که به دلیل اندازه کوچک خود به آن صفت میکرو را اختصاص داده‌اند. هر وسیله برقی از مدار و قسمت‌های مختلفی تشکیل شده است که باید به درستی کنترل شود. وظیفه کنترل عملکرد و نحوه ارتباط قسمت‌های مختلف در یک مدار بر عهده میکرو کنترلر است. اولین میکرو کنترلر جهان در سال 1974 با عنوان TMS 1000 به صورت تجاری روانه بازار شد. میکرو کنترلر با توجه به عملکرد مهمی که دارد ویژگی‌ها و انواع مختلفی دارد که در این مطلب به آن‌ها خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید تا با بخش کوچکی از دنیای کامپیوترها و الکترونیک آشنا شوید.

اجزای میکرو کنترلر چیست؟ آشنایی با ساختار ریز کنترل‌گرها

 میکرو کنترلر با توجه به ابعاد بسیار کوچکی که دارد قطعات بسیار زیاد و متنوعی را روی خود جای داده است که در این قسمت به عملکرد آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

• حافظه :RAM رم حافظه‌ای پاک شدنی است برای ذخیره‌سازی موقت اطلاعات هنگام انجام عملیات و محاسبات در پردازنده یا ALU استفاده می‌شود که در صورت قطع جریان برق، دیتای آن‌ هم از بین خواهد رفت.
• حافظه EEPROM: این حافظه پاک نشدنی است و اطلاعات مهم و اصلی سیستم درون آن نگهداری می‌شوند.
• واحد ورودی و خروجی (I/O): اطلاعات به صورت بیت از قسمت INPUT  وارد مدار شده و از طریق قسمت OUTPUT  از سیستم خارج و به بخش‌های دیگر منتقل می‌شود.
• RTC (Real Time Clock): clock معمولا با استفاده از تولید پالس مربعی با عرض 1 دوره‌های تناوب و زمان فعالیت هر بخش را مشخص می‌کند.
• PWM: اگر بخواهیم پالس مربعی تولید شده عرض بیشتری داشته باشد می‌توانیم به کمک PWM عرض آن را تغییر دهیم.
• OP-AMP یا تقویت کننده عملیاتی: تقویت کننده عملیاتی وظیفه تقویت سیگنال ورودی خود را برعهده دارد. زمانی که سیستم به سیگنال با دامنه ولتاژ بیشتری برای کار خود نیاز دارد از این قطعه استفاده می‌شود. برای تست این موضوع می‌توانید از مولتی متر استفاده کنید و ولتاژ ورودی و خروجی از تقویت کننده را بررسی کنید.
• پورت‌های ارتباطی USB
• مبدل‌های تبدیل سیگنال دیجیتال به آنالوگ یا برعکس
• OSCILLATOR: نوسان‌ساز یا اسیلیتور برای ساخت پالس یا موج مربعی مورد نیاز میکرو کنترلر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• ارتباط CAN: ارتباطی سریالی برای بالا بردن توان مدار در مقابل نویزهای موجود
• پروتکل‌های ارتباط سریال مانند SPI  و UART

انواع میکرو کنترلر و کاربرهای آن‌ها

میکرو کنترلرها 4 دسته‌بندی اصلی دارند که هر کدام از آن‌ها نیز به صورت جداگانه مدل‌های مختلفی دارند.

میکرو کنترل AVR

یکی از پر فروش و پر مصرف‌ترین مدل‌های میکرو کنترلر، خانواده AVR  است که توسط  شرکت Atmel روانه بازار شدند. این مدل از میکروکنترلرها فرکانس پایینی دارند و از معماری RISK  و CISK برای تولید آن‌ها استفاده شده است. برنامه‌نویسی این مدل از میکرو کنترلرها به زبان C و بیسیک صورت می‌گیرد و شامل قطعات و جزییات بسیار زیادی هستند. میکرو کنترلر AVR دارای واحد ADC برای تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال ، مقایسه‌گر آنالوگ، رابط سریال USART، تولید کننده وقفه، رابط JTAG و قطعاتی از این قبیل است. معمولا میکرو کنترلرها با منبع تغذیه 5 ولت

راه اندازی میشوند. از مدل‌های مختلف میکروکنترلرAVR  می‌توان به AT90S, AT tiny, ATmega وATXmega  اشاره کرد.

میکرو  کنترلر ARM

یکی از مهم‌ترین و شناخته شده‌ترین میکرو کنترلرهای موجود در بازار میکرو کنترلر ARM  است که به دلیل سرعت پردازشی بالا، مصرف توان و قیمت پایین محبوبیت زیادی را در تولید کننده‌ها کسب کرده‌اند. معماری این میکرو کنترلرها 32 بیتی است و با زبان‌های سطح بالا مثل C و C++ می‌توان آن‌ها را برنامه‌نویسی کرد. به دلیل بازدهی بالای این میکرو کنترلرها سیستم عامل‌ بلادرنگ مثل RTOS و کتابخانه‌های مختلفی برای استفاده از آن طراحی شده است و معمولا در اکثر وسایل برقی خانه می‌توانید آن را پیدا کنید.

میکرو کنترلر PIC

این مدل از میکرو کنترلرها به صورت 8، 16 و 32 بیتی برای استفاده‌های مختلف تولید می‌شوند و اختلاف اصلی آن‌ها در سرعت پردازشی آن‌ها است. از ویژگی‌های بارز و مهم این میکرو کنترلرها می‌توان به عدم وجود رابط CAN، USB و تایمرهای 32 بیتی در مدل‌های 8 بیتی آن اشاره کرد.

میکرو کنترلر 8051

میکرو کنتلرهای 8051 نسبت به میکرو کنترلرهای AVR توانایی پردازشی کم‌تری دارند به همین دلیل برای کارهای ساده‌تری که پیچیدگی زیادی ندارند مناسب‌تر هستند. حافظه، توان پردازشی، و سرعت این میکرو کنترلر با مدل‌های ARM  و PIC  قابل مقایسه نیست. میکرو کنترلر 8051 از زبان اسمبلی (زبان سطح پایین که زبان ماشین است) و زبان C پشتیبانی می‌کند و برنامه‌نویسی آن به زبان ماشین باعث شده که کار با آن بسیار سخت‌تر باشد. از شرکت‌های تولید کننده این ریز کنترل‌گر می‌توان به ATME، SIEMENS، DALLAS و PHILIPS اشاره کرد .

تفاوت میکرو کنترلر و میکرو پروسسور در چیست؟

میکرو کنترلر خود به صورت جداگانه یک مدار کامل است که پروسسور خاصی را هم دورن خودش جای داده است. در واقع میکرو کنترلر شامل تعداد زیادی قطعه الکترونیکی در کنار یکدیگر است. این در حالی است که میکرو پروسسور یا پردازنده یک قطعه تنها است و نمی‌تواند به تنهایی و بدون ارتباط با بقیه اجزا کاری انجام دهد. َ

خرید لوازم آزمایشگاه برق و الکترونیک از فروشگاه تخصصی پارس الکترونیک

در این مطلب سعی کردیم شما را اندکی با میکرو کنترلر و انواع آن آشنا کنیم. فروشگاه تخصصی پارس الکترونیک بهترین تجهیزات آزمایشگاهی مانند اهم متر، ترمو متر، منبع تغذیه و غیره را با بالاترین کیفیت در سریع‌ترین زمان ممکن در اختیار شما قرار می‌دهد. برای اطلاع از تنوع محصولات پارس الکترونیک کافی است وارد آدرس اینترنتی parselectronic.com شوید و از قیمت محصولات این فروشگاه بزرگ باخبر اطلاع پیدا کنید.