Aplikácie mikrokontrolérov

Vzhľadom na to, že súčasné mikrokontroléry majú dostatočne vysoký výpočtový výkon, ktorý umožňuje len jedným malým mikroobvodom implementovať plne funkčné zariadenie s malými rozmermi, navyše pri nízkej spotrebe energie je cena priamo dokončovaných zariadení stále nižšia a nižšia. .

Z tohto dôvodu možno mikrokontroléry nájsť všade v elektronických jednotkách úplne iných zariadení: na základných doskách počítačov, v ovládačoch DVD mechanik, pevných a SSD diskov, v kalkulačkách, na ovládacích paneloch práčok, mikrovlnných rúr, telefónov, vysávačov. čističe, umývačky riadu, vnútorné domáce roboty, programovateľné relé a PLC, v riadiacich moduloch stroja atď.

Tak či onak, prakticky žiadne moderné elektronické zariadenie sa dnes nezaobíde bez aspoň jedného mikrokontroléra v jeho vnútri.

Aj keď sú 8-bitové mikroprocesory minulosťou, 8-bitové mikrokontroléry sú stále široko používané aj dnes. Existuje mnoho aplikácií, kde sa vysoký výkon vôbec nevyžaduje, ale kritickým faktorom sú nízke náklady na konečný produkt.Samozrejmosťou sú výkonnejšie mikrokontroléry schopné spracovávať veľké toky dát v reálnom čase (napríklad video a audio).

Tu je krátky zoznam periférií mikrokontrolérov, z ktorých môžete vyvodiť závery o možných oblastiach a dostupných oblastiach použiteľnosti týchto malých čipov:

• univerzálne digitálne porty konfigurované pre vstup alebo výstup;

• rôzne I/O rozhrania: UART, SPI, I? C, CAN, IEEE 1394, USB, Ethernet;

• digitálno-analógové a analógovo-digitálne prevodníky;

• komparátory;

• modulátory šírky impulzov (PWM regulátor);

• časovače;

• Bezkartáčové (a krokové) ovládače motorov;

• Ovládače klávesnice a displeja;

• Rádiofrekvenčné vysielače a prijímače;

• vstavané polia s flash pamäťou;

• vstavaný strážny časovač a generátor hodín.

Ako ste už pochopili, mikrokontrolér je malý mikroobvod, na ktorom je namontovaný malý počítač. To znamená, že vo vnútri malého čipu je procesor, ROM, RAM a periférne zariadenia, ktoré sú schopné interagovať navzájom aj s externými komponentmi, stačí nahrať program do mikroobvodu.

Program zabezpečí chod mikrokontroléra podľa určenia — bude schopný podľa správneho algoritmu ovládať okolitú elektroniku (najmä: domáce spotrebiče, auto, jadrovú elektráreň, robot, solárny tracker atď.).

Hodinová frekvencia mikrokontroléra (alebo rýchlosť zbernice) odráža, koľko výpočtov dokáže mikrokontrolér vykonať za jednotku času. Výkon mikrokontroléra a ním spotrebovaná energia sa teda zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou zbernice.

Výkon mikrokontroléra sa meria v miliónoch inštrukcií za sekundu – MIPS (milión inštrukcií za sekundu). Populárny radič Atmega8, vykonávajúci jednu úplnú inštrukciu za takt, teda dosahuje výkon 1 MIPS na MHz.

Moderné mikrokontroléry z rôznych rodín sú zároveň také všestranné, že ten istý ovládač, preprogramovaný, dokáže ovládať úplne iné zariadenia. Nie je možné obmedziť sa na jednu oblasť.

Príkladom takéhoto univerzálneho ovládača je rovnaký Atmega8, na ktorom sa montujú: časovače, hodiny, multimetre, indikátory domácej automatizácie, ovládače krokových motorov atď.

Medzi populárnych výrobcov mikrokontrolérov uvádzame: Atmel, Hitachi, Intel, Infineon Technologies, Microchip, Motorola, Philips, Texas Instruments.

Mikrokontroléry sú klasifikované hlavne podľa bitovej bitovosti dát, ktoré aritmeticko-logické zariadenie radiča spracováva: 4, 8, 16, 32, 64 — bitov. A 8-bit, ako je uvedené vyššie, má významný podiel na trhu (asi 50% hodnoty). Ďalej prichádzajú 16-bitové mikrokontroléry, potom DSP-kontroléry používané na spracovanie signálu (oba predstavujú 20 % trhu).