- Nerelerde Kullanılır?
- Neden mikro denetleyicileri kullanıyoruz?
- Farklı mikro denetleyici türleri nelerdir?
- Mikrodenetleyicilerin Özellikleri
Mikrodenetleyiciler, gömülü sistemlerin ayrılmaz bir parçasıdır. Bir mikro denetleyici, temelde ucuz ve bir işlemci, küçük bir bellek ve programlanabilir giriş-çıkış çevre birimlerinden oluşan tek bir yonga üzerindeki küçük bilgisayardır. Önceden tanımlanmış ve önceden programlanmış görevleri gerçekleştirmek için otomatik olarak kontrol edilen ürünlerde ve cihazlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Mikrodenetleyicinin gerçekte ne olduğu hakkında daha iyi bir fikir edinmek için; mikrodenetleyicinin kullanıldığı bir ürün örneğini görelim. Ortam sıcaklığını gösteren dijital bir termometre, bir sıcaklık sensörüne ve bir görüntüleme birimine (LCD gibi) bağlı bir mikro denetleyici kullanır. Burada mikro denetleyici, girdiyi ham biçimde sıcaklık sensöründen alır, işler ve insan tarafından okunabilir bir biçimde küçük bir LCD ekran birimine görüntüler.Benzer şekilde, birçok elektronik cihazda, uygulamaların ihtiyacına ve karmaşıklığına göre tekli veya çoklu mikro denetleyiciler kullanılmaktadır.
Nerelerde Kullanılır?
Mikrodenetleyiciler, temelde donanım ve yazılımın birleşimi olan ve belirli işlevleri yerine getirmek için geliştirilen çeşitli ürün ve cihazlar olmak üzere gömülü sistemlerde kullanılır. Mikrodenetleyicilerin kullanıldığı gömülü sistemlerin birkaç örneği şunlar olabilir: çamaşır makineleri, satış makineleri, mikrodalgalar, dijital kameralar, otomobiller, tıbbi cihazlar, akıllı telefonlar, akıllı saatler, robotlar ve çeşitli ev aletleri.
Neden mikro denetleyicileri kullanıyoruz?
Mikrodenetleyiciler, gömülü uygulamalarda otomasyonu kullanmak için kullanılır. Mikrodenetleyicilerin muazzam popülaritesinin ardındaki ana neden, ayrı mikroişlemci, bellek ve giriş / çıkış aygıtları kullanılarak oluşturulan bir tasarıma kıyasla, bir ürün veya tasarımın boyutunu ve maliyetini azaltma yetenekleridir.
Mikrodenetleyiciler, dahili mikroişlemci, RAM, ROM, Seri Arayüzler, Paralel Arayüzler, Analogdan Dijitale Dönüştürücü (ADC), Dijitalden Analog Dönüştürücü (DAC) vb. Gibi özelliklere sahip olduğundan, etrafında uygulama oluşturmayı kolaylaştırır. Ek olarak, mikrodenetleyicilerin programlama ortamı, gereksinimlerine göre farklı uygulama türlerini kontrol etmek için geniş olanaklar sunar.
Farklı mikro denetleyici türleri nelerdir?
Piyasada çok çeşitli mikrodenetleyiciler bulunmaktadır. Atmel, ARM, Microchip, Texas Instruments, Renesas, Freescale, NXP Semiconductors, vb. Gibi çeşitli şirketler, farklı özelliklere sahip farklı türde mikrodenetleyiciler üretmektedir. Programlanabilir bellek, flaş boyutu, besleme voltajı, giriş / çıkış pinleri, hız vb. Gibi çeşitli parametrelere bakıldığında, uygulamaları için doğru mikro denetleyiciyi seçebiliriz.
Bu parametrelere ve bu parametrelere göre farklı mikrodenetleyicilere bir göz atalım.
Veri yolu (Bit Boyutu):
Bit boyutuna göre sınıflandırıldığında, mikro denetleyicilerin çoğu 8 bit ile 32 bit arasında değişir (daha yüksek bit mikro denetleyiciler de mevcuttur). 8 bitlik bir mikro denetleyicide, veri yolu 8 veri hattından oluşurken, 16 bitlik bir mikro denetleyicide veri yolu, 32 bit ve daha yüksek mikro denetleyiciler için 16 veri hattından oluşur.
Hafıza:
Mikrodenetleyicilerin programları ve verileri depolamak için belleğe (RAM, ROM, EPROM, EEPROM, flash bellek vb.) İhtiyacı vardır. Bazı mikro denetleyicilerin dahili bellek yongaları varken, diğerleri bağlanmak için harici bir belleğe ihtiyaç duyar. Bunlara sırasıyla gömülü bellek mikro denetleyicileri ve harici bellek mikro denetleyicileri denir. Dahili bellek boyutu da farklı mikro denetleyici türlerinde değişiklik gösterir ve genellikle 4B ila 4Mb belleğe sahip mikro denetleyiciler bulabilirsiniz.
Giriş / Çıkış Pin Sayısı:
Mikrodenetleyiciler, giriş-çıkış pin boyutlarının sayısına göre değişiklik gösterir. Uygulama gereksinimine göre belirli bir mikro denetleyici seçilebilir.
Komut seti:
İki tür komut seti vardır - RISC ve CISC. Bir mikro denetleyici, RISC (Azaltılmış Komut Seti Bilgisayarı) veya CISC (Karmaşık Komut Seti Bilgisayarı) kullanabilir. Adından da anlaşılacağı gibi, RISC, bir talimatın saat döngüsünü tanımlayan işlem süresini azaltır; CISC ise birçok talimata alternatif olarak tek bir talimatın uygulanmasına izin verir.
Bellek Mimarisi:
İki tür mikro denetleyici vardır: Harvard bellek mimarisi mikro denetleyicileri ve Princeton bellek mimarisi mikro denetleyicileri.
İşte öğrenciler ve amatörler arasında bazı popüler mikro denetleyiciler.
8051 serisi mikrodenetleyiciler (8 bit)
Atmel'in AVR mikro denetleyicileri (ATtiny, ATmega serisi)
Mikroçipin PIC serisi mikro denetleyicileri
Texas Instruments'ın MSP430 gibi mikro denetleyicileri
ARM Mikrodenetleyiciler
Mikrodenetleyicilerin Özellikleri
Mikrodenetleyiciler çeşitli özellikleri nedeniyle gömülü sistemlerde kullanılır. Bir mikro denetleyicinin aşağıdaki blok diyagramında gösterildiği gibi, işlemci, I / O pinleri, seri portlar, zamanlayıcılar, ADC, DAC ve Kesme Kontrolünden oluşur.
İşlemci veya CPU
İşlemci, bir mikro denetleyicinin beynidir. Giriş pinleri ve talimatlar aracılığıyla girdi sağlandığında, verileri buna göre işler ve çıkış pinlerinde sağlar.
Hafıza
Bellek yongaları, tüm programları ve verileri depolamak için bir mikro denetleyiciye entegre edilmiştir. RAM, ROM, EPROM, EEPROM, Flash bellek gibi mikro denetleyicilere entegre edilmiş farklı bellek türleri olabilir.
Giriş-Çıkış Portları
Her mikro denetleyicinin giriş çıkış portları vardır. Mikrodenetleyici türlerine bağlı olarak, giriş çıkış pinlerinin sayısı değişebilir. Sensörler, ekran birimleri vb. Harici giriş ve çıkış cihazlarıyla arayüz oluşturmak için kullanılırlar.
Seri bağlantı girişleri
Mikrodenetleyicilerin diğer çevre birimleriyle seri arayüzünü kolaylaştırırlar. Seri bağlantı noktası, bilgilerin birer birer birer birer içeri veya dışarı aktarıldığı bir seri iletişim arabirimidir.
ADC ve DAC
Bazen gömülü sistemlerin verileri dijitalden analoğa veya tersi yönde dönüştürmesi gerekir. Bu nedenle, mikrodenetleyicilerin çoğu, gerekli dönüşümü gerçekleştirmek için dahili ADC (Analogdan Dijitale Dönüştürücü) ve DAC (Dijitalden Analog Dönüştürücüler) ile birleştirilmiştir.
Zamanlayıcılar
Zamanlayıcılar ve sayaçlar, gömülü sistemlerin önemli parçalarıdır. Darbe oluşturma, harici darbeleri sayma, modülasyon, salınım vb. Gibi çeşitli işlemler için gereklidirler.
Kesinti Kontrolü
Kesinti kontrolü, mikrodenetleyicilerin güçlü özelliklerinden biridir. Devam eden süreci kesintiye uğratan ve kesme kontrolü tarafından tanımlanan görevi yerine getirme talimatı veren bir tür bildirimdir.
Tüm bunları özetlemek gerekirse, mikro denetleyiciler, gömülü sistemlerde belirli görevleri yerine getirmek için tasarlanmış bir tür kompakt mini bilgisayarlardır. Çok çeşitli özelliklerle, bunların önemi ve kullanımı çok geniştir ve tüm endüstrilerdeki ürün ve cihazlarda bulunabilir.