Ang mga Microcontroller ay matatagpuan sa iba't ibang mga aparato, kabilang ang kotse na iyong minamaneho, ang iyong computer, ang iyong smartphone, at maging ang iyong makina ng kape. Habang ang demand para sa teknolohiya ng impormasyon at koleksyon ng data ay patuloy na tumataas, ang mga microcontroller ay naging integral sa modernong mundo. Ang microcontroller ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa rebolusyong teknolohikal na makabuluhang humuhubog sa modernong mundo.
Ang mga Microcontroller ay maliit, maraming nalalaman, abot -kayang aparato na maaaring matagumpay na maipatupad at na -program hindi lamang ng mga nakaranas na inhinyero kundi pati na rin ng mga mag -aaral, hobbyist, at mga propesyonal mula sa iba't ibang larangan. Ang mga aplikasyon ng microcontroller ay walang katapusang, na may mga halimbawa na mula sa mga medikal na kagamitan at mga high-end na electronics ng consumer hanggang sa mga sistema ng aerospace at mga pang-industriya na aparato.
Ang artikulong ito ay naglalayong magbigay ng mahahalagang kaalaman tungkol sa mga microcontroller na dapat malaman ng lahat. Kaya, panatilihin ang pagbabasa upang mapahusay ang iyong pag -unawa sa mga kamangha -manghang aparato na ito!
Ano ang microcontroller?
Ang isang microcontroller, na tinatawag ding MCU, ay isang lubos na maraming nalalaman integrated circuit (IC) na ginamit upang makontrol ang iba pang mga sangkap ng isang elektronikong sistema. Ang mga ito ay dinisenyo upang ipatupad ang ilang mga gawain at karaniwang ginagamit para sa isang tiyak na aplikasyon. Ang isang karaniwang microcontroller ay nagsasama ng isang processor, memorya, at input/output (I/O) peripheral na isinama sa isang solong chip.
Ang mga kasangkapan, mga sistema ng kontrol ng engine ng sasakyan, mga tool ng kuryente, at mga computer ay mga halimbawa ng mga produkto at aparato na kailangang awtomatikong kontrolado sa ilang mga sitwasyon. Gayunpaman, ang mga aplikasyon ng mga microcontroller ay umaabot nang higit pa sa mga halimbawang ito, na sumasaklaw sa isang malawak na hanay ng mga industriya at sektor.
Mahalaga, ang isang microcontroller ay may pananagutan sa pagkolekta ng input, pagproseso ng impormasyong ito, at pagbuo ng mga tukoy na output batay sa impormasyong natipon. Karaniwan, ang mga microcontroller ay nagpapatakbo sa mababang bilis, mula sa 1MHz hanggang 200MHz, at dapat na idinisenyo upang kumonsumo ng mas kaunting lakas dahil sila ay naka -embed sa iba pang mga aparato na maaaring magkaroon ng higit na pagkonsumo ng kuryente sa iba't ibang mga lugar.
Mga uri ng microcontroller
Ang mga karaniwang uri ng microcontroller ay:
- Ang Intel MCS-51 ay karaniwang kilala bilang 8051 microcontroller.
- Ang AVR Microcontroller
- Ang Programmable Interface Controller (PIC)
Bago pumili ng isang microcontroller para sa iyong proyekto, maraming mga kadahilanan na kailangan mong tandaan. Bukod sa gastos, mahalaga na isaalang -alang ang maximum na bilis, laki ng pag -iimbak ng RAM o ROM, bilang o mga uri ng I/O pin na magagamit sa isang MCU, pagkonsumo ng kuryente, mga hadlang, at suporta sa pag -unlad.
Ang mga pangunahing sangkap ng isang microcontroller
Ang pangunahing istraktura ng microcontroller ay may kasamang iba't ibang mga sangkap, at ang mga pangunahing sangkap ay:
- Central Processing Unit (CPU): Madalas na tinutukoy bilang 'utak' ng aparato dahil ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa paggana ng isang microcontroller. Nagproseso ito at tumugon sa isang malawak na hanay ng mga tagubilin na epektibong nagdidirekta sa operasyon ng microcontroller. Kasama dito ang pagsasagawa ng mga kumplikadong operasyon ng aritmetika, pamamahala ng daloy ng data, at pagbuo ng tumpak na mga signal ng kontrol kasunod ng mga tagubilin ng programmer. Sa pamamagitan ng paggamit ng isang CPU, ang lahat ng mga sangkap ng microcontroller ay konektado sa isang partikular na sistema. Bukod dito, ang CPU ay may kakayahang makuha at mabasa ang mga tagubilin na nakuha sa pamamagitan ng memorya na ma -program.
- Memorya:Ang memorya ng isang microcontroller ay ginagamit upang mai -save ang data na natanggap ng processor, na kung saan ay ginamit upang maisagawa ang mga na -program na tagubilin.
Ang mga Microcontroller ay dinisenyo gamit ang isang tiyak na kapasidad ng memorya ng RAM/ROM/Flash upang maiimbak ang code ng mapagkukunan ng programa. Mahalagang tandaan na ang memorya ng microcontroller ay maaaring ikinategorya sa dalawang magkakaibang uri:
- Ang memorya ng programa ay may pananagutan para sa pag-iimbak ng pangmatagalang impormasyon tungkol sa mga tagubilin na isinasagawa ng CPU. Ang memorya ng programa ay hindi pabagu-bago, nangangahulugang nananatili itong impormasyon nang walang mapagkukunan ng kuryente. Ang katangian na ito ay nagbibigay -daan sa memorya ng programa upang mapanatili ang data sa isang pinalawig na panahon.
- Ang memorya ng data ay tumutukoy sa pabagu -bago ng memorya (i.e., RAM), na nagsisilbing pansamantalang imbakan sa panahon ng mga tagubilin sa pagpapatupad ay isinasagawa. Ang memorya ng data ay tinatawag na pabagu -bago ng isip dahil ang data ay nawala kapag ang microcontroller ay nawalan ng kapangyarihan.
- I/O peripheral: I/O peripheral ay tumutukoy lamang sa mga sangkap na interface sa processor at memorya. Ang mga aparato ng input at output na ito ay nagsisilbing interface sa pagitan ng processor at ng panlabas na sistema. Ang mga input port ay tumatanggap ng impormasyon at ipinadala ito sa processor bilang binary data. Natatanggap ng processor ang data na ito at ipinapadala ang mga kinakailangang tagubilin sa mga aparato ng output, na nagsasagawa ng mga gawain na panlabas sa microcontroller. Bagaman ang CPU, memorya, at I/O peripheral ay ang mga pangunahing elemento ng microcontroller, maraming mga sumusuporta sa mga sangkap ng microcontroller, at sila ay:
- Analog sa Digital Converter (ADC): Ang circuit na ito ay nagko -convert ng mga signal ng analogue sa mga digital signal. Ang mga Microcontroller ay maaaring makipag -ugnay sa mga panlabas na aparato ng analogue, tulad ng mga sensor, sa pamamagitan ng processor nito.
- Ang Digital Analog Converter (DAC) ay kabaligtaran ng isang ADC, na nagpapagana ng processor ng microcontroller upang maipadala ang mga papalabas na signal nito sa mga panlabas na aparato ng analogue.
- System Bus: Ang nag -uugnay na kawad na ito ay nag -uugnay sa lahat ng mga sangkap ng microcontroller.
- Serial port: Ito ay isang I/O port na nagbibigay -daan sa koneksyon sa pagitan ng microcontroller at panlabas na mga sangkap. Ito ay gumagana nang katulad sa USB o kahanay na mga port ngunit naiiba sa bit palitan.
Mga aplikasyon ng microcontroller
Ang mga Microcontroller ay may malawak na aplikasyon sa maraming mga industriya at sektor, kabilang ang sa bahay at industriya, pagmamanupaktura, pag -iilaw, robotics, automotiko, ilaw, matalinong enerhiya, pang -industriya na automation, komunikasyon, at internet.
Ang isang partikular na kapansin -pansin na application ng microcontroller ay ang paggamit nito bilang isang digital signal processor. Kadalasan, ang mga signal ng analogue na natanggap ay may isang tiyak na antas ng ingay, na tumutukoy sa hindi tiyak na mga halaga na hindi madaling isalin sa karaniwang mga digital na halaga.
Sa ganitong mga kaso, ang mga microcontroller ay nagpapatunay na napakahalaga habang ginagamit nila ang kanilang mga pag -andar ng ADC at DAC upang mai -convert ang papasok na maingay na signal ng analogue sa isang maayos at tumpak na digital signal. Sa pamamagitan ng pag -agaw ng kapangyarihan ng mga microcontroller, ang mga industriya ay maaaring epektibong harapin ang mga hamon na dulot ng maingay na mga signal ng analogue, tinitiyak ang tumpak at maaasahang pagproseso ng data.
Pinapagana ng mga Microcontroller ang makinis na operasyon ng mga electromekanikal na sistema na naroroon sa iba't ibang pang -araw -araw na mga item sa kaginhawaan. Kasama sa mga item na ito ang mga oven, mobile device, refrigerator, toasters, telebisyon, mga sistema ng video game, at mga sistema ng pagtutubig ng damuhan. Bilang karagdagan, ang mga microcontroller ay malawakang ginagamit sa mga makina ng opisina tulad ng mga photocopier, scanner, printer, fax machine, ATM, at mga sistema ng seguridad.
Ang mas sopistikadong mga microcontroller ay kritikal sa iba't ibang mga domain, tulad ng sasakyang panghimpapawid, sasakyan, spacecraft, medikal at mga sistema ng suporta sa buhay, at mga robot. Sa larangan ng medikal, ang mga microcontroller ay maaaring mag -regulate ng mga operasyon ng mga artipisyal na puso, bato, at iba pang mahahalagang organo. Bilang karagdagan, malaki ang naiambag nila sa walang tahi na paggana ng mga aparato ng prosthetic. Ang mga Microcontroller ay mga mahahalagang sangkap na matiyak na ang maayos na operasyon at pagiging maaasahan ng mga advanced na teknolohiya na ito.