קטגוריות: מאמרים מוצגים » אוטומציה ביתית
מספר צפיות: 189984
הערות לכתבה: 7
מהם בקרי מיקרו - מטרה, מכשיר, תוכנה
בקר מיקרו - זהו שבב מיוחד המיועד לשליטה במכשירים אלקטרוניים שונים. בקרי מיקרו הופיעו לראשונה באותה שנה של מעבדי מיקרו-כלליים לשימוש כללי (1971).
מפתחי המיקרו-בקר הגיעו לרעיון גאוני - לשלב בין המעבד, הזיכרון, ה- ROM והציוד היקפי בתוך מארז אחד שנראה כמו מעגל מיקרו רגיל. מאז ייצור ייצור של מיקרו-בקרים מדי שנה פעמים רבות עולה על ייצור המעבדים, והצורך בהם לא פחת.
בקרי מיקרו מיוצרים על ידי עשרות חברות ולא מיוצרים רק בקרי מיקרו-ביט מודרניים של 32 סיביות, אלא גם 16 ואפילו 8 ביטים (כמו i8051 ואנלוגים). בתוך כל משפחה, לרוב תוכלו למצוא דגמים כמעט זהים הנבדלים זה מזה במהירות המעבד וגודל הזיכרון.
העובדה היא שבקרי מיקרו משמשים בעיקר במערכות משובצות, בצעצועים, בכלים מכניים, במכשירי חשמל ביתיים המוניים, אוטומציה ביתית - איפה שאתה לא צריך כוח מעבד, אלא איזון בין מחיר לפונקציונליות מספקת.
זו הסיבה שהסוגים העתיקים ביותר של מיקרו-בקרים עדיין בשימוש - הם יכולים לעשות המון: מפתיחת דלתות אוטומטית והפעלת השקיה של מדשאות ועד השתלבות בתוך מערכת בית חכם. יחד עם זאת ישנם בקרי מיקרו חזקים יותר שיכולים לבצע מאות מיליוני פעולות בשנייה וקשורים עם ציוד היקפי "לשיניים". יש להם משימות תואמות. לפיכך, המפתח מעריך תחילה את המשימה, ורק לאחר מכן בוחר את החומרה המתאימה לה.
כיום ישנם יותר מ -200 שינויים של בקרי מיקרו תואמים ל- i8051, המיוצרים על ידי שתי תריסר חברות, ומספר גדול של סוגי מיקרו-בקרים אחרים. מפתחים פופולריים עם בקרי מיקרו 8 סיביות של מיקרו צ'יפ וטכנולוגיית AVR מאתמל, 16 סיביות MSP430 מ- TI ומיקרו-בקרים 32 ביט, ארכיטקטורת ARM, אשר פותחה על ידי ARM Limited ומוכרת רישיונות לחברות אחרות לייצורן.
בקר מיקרו PDIP PIC24 בן 16 סיביות
בקר מיקרו Atmel AVR ATmega8 בחבילת DIP
מכשיר מיקרו-בקר AVR
בקר המיקרו מאופיין במספר גדול של פרמטרים, מכיוון שהוא גם מכשיר מורכב בשליטה תוכנה וגם מכשיר אלקטרוני (מיקרו מעגל). הקידומת "מיקרו" בשם המיקרו-בקר פירושה שהוא מבוצע בטכנולוגיה מיקרו-אלקטרונית.
במהלך הפעולה, בקר המיקרו קורא פקודות מהזיכרון או מיציאת הקלט ומבצע אותן. המשמעות של כל פקודה נקבעת על ידי מערכת הפקודות של מיקרו-בקר. מערכת הפקודה מוטמעת בארכיטקטורה של בקר המיקרו וביצוע קוד הפקודה בא לידי ביטוי בביצוע של מיקרו-פעולות מסוימות על ידי האלמנטים הפנימיים של מעגל המיקרו.
בקרי מיקרו מאפשרים שליטה גמישה במכשירים אלקטרוניים וחשמליים שונים. כמה דגמי מיקרו-בקר הם כה חזקים שהם יכולים לעבור ישירות ממסרים (לדוגמה, ל- זרי חג המולד).
בקרי מיקרו, ככלל, אינם עובדים לבד, אלא הם מולחמים למעגל בו, בנוסף אליו, מחוברים מסכים, כניסות מקלדת, חיישנים שונים וכו '.
תוכנה לבקרי מיקרו יכולה למשוך את תשומת ליבם של מי שאוהב "לרדוף אחרי ביטים", מכיוון שהזיכרון במיקרו-בקרים נע בדרך כלל בין 2 ל- 128 Kb. אם פחות, אז אתה צריך לכתוב במכלול או בפורט, אם אפשר, להשתמש בגרסאות מיוחדות של BASIC, פסקל, אבל בעיקר C. לפני שתכנת סוף סוף את המיקרו-בקר, הוא נבדק באמולטורים - תוכנה או חומרה.
עלולה להתעורר השאלה: האם המעבד והמיקרו-בקר הוא רק שם שונה לאותו מכשיר, או שהוא עדיין דברים שונים?
מעבד מעבד הוא המכשיר המרכזי של כל מחשב, המיוצר על ידי טכנולוגיה משולבת. השם עצמו מציין כי בתוכו מתרחשים תהליכי מחשוב. כדי להפיק ממנו מחשב, גם אם הוא לא מאוד מודרני ועוצמתי (זכרו את הקונסטרוקציות החובבניות של רדיו 86 או סינקלייר), יש להוסיף אותו למכשירים חיצוניים. ראשית כל, מדובר ביציאות זיכרון RAM וכניסה ליציאת מידע.
למיקרו-בקר יש מעבד, זיכרון RAM, זיכרון תוכנה, ובנוסף, מערך שלם של מכשירים היקפיים ההופכים את המעבד למחשב פונקציונלי לחלוטין. על פי המינוח הישן של התקופה הסובייטית, מכשירים כאלה נקראו מחשבי מיקרו עם שבב יחיד. אבל המחשוב הסובייטי, כידוע, הגיע למבוי סתום, ואיתו OMEVM.
אבל טכנולוגיית מחשבים זרה לא עמדה בשקט, ולכן OMEVM נודע כבקרים (מהאנגלית. בקרה - לניהול, שליטה). ולמעשה, הבקרים התבררו כמתאימים מאוד לשליטה בציוד שונה, אפילו לא מסובך במיוחד.
ה- MICROCONTROLLER הוא כבר לא מעבד, אלא גם לא מחשב.
המעבד המרכזי בכל מחשב הוא המחשב הראשי. למרות שהמחשב אינו מיועד אך ורק לעומס חישובי, המעבד הוא מרכיב הראש בו. אך לא רק למחשב יש מעבד.
אם אתה חושב על זה ומסתכל מקרוב, אתה יכול לגלות שמעבדים משמשים ברוב מכשירי הבית. רק שם הם לא משתמשים במעבדים כמו במחשב, אלא במעבדים מיקרו ואפילו בבקרי מיקרו.
אז מהו מיקרו-בקר וכיצד הוא שונה מהמעבד בפועל או האם מדובר ברכיבים אלקטרוניים שונים לחלוטין?
מעגלים משולבים גדולים או מעגלים משולבים הם מעבדים. מעבדים מיקרו הם למעשה אותם מעבדים, אך בגלל הקידומת "מיקרו" המהות שלהם נקבעת שהם מיניאטוריים מאשר אחיהם "הגדולים". בתקופתו ההיסטורית, מעבד בגודל שלו יכול היה לתפוס יותר מחדר אחד, היה זה נכון לקרוא להם כדינוזאורים נכחדים על ידי מעבדי מקרו, על מנת לסדר אותם איכשהו ברעיון המודרני של האלקטרוניקה.
מעבד מופחת בגודל ומסודר תופס פחות מקום וניתן להציב אותו במוצר קומפקטי יותר, זהו המעבד. אבל המעבד עצמו יכול לעשות מעט, מלבד לשלוח נתונים בין הרשמים ולבצע פעולות חשבון והגיוניות עליהם.
על מנת שמעבד המיקרו ישלח נתונים לזיכרון, זיכרון זה חייב להיות קיים על השבב עצמו, עליו ממוקם אלמנט המעבד עצמו, או מחובר ל RAM חיצוני שנעשה בצורה של שבב או מודול נפרד.
בנוסף לזיכרון, על המעבד לקיים אינטראקציה עם מכשירים חיצוניים - ציוד היקפי. אחרת, לאיזה תועלת ניתן לצפות מהעבודה של המעבד, ערבוב והעברת נתונים קדימה ואחורה. העניין הוא כאשר המעבד מתקשר עם התקני קלט / פלט. במחשב, מדובר במקלדת, בעכבר ובהתקני תצוגה כתצוגה, אופציונלי למדפסת, למשל סורק, שוב להזנת מידע.
כדי לשלוט במכשירי קלט / פלט, אין צורך במעגלי חיץ ואלמנטים מתאימים. בהתבסס עליהם, מיושם ממשק שנקרא חומרה. דרכים של אינטראקציה עם אלמנטים בממשק דורשים נוכחות של מעגלי יציאת קלט / פלט, מפענחי כתובת ומעצבי אוטובוס עם מעגלי חיץ כדי להגדיל את יכולת העומס של המעבד.
שילוב המעבד עם כל האלמנטים הנוספים הנחוצים על מנת שמוצר זה ישפוך למעין מבנה שלם ויוביל להיווצרות בקר מיקרו. שבב מיקרו-מעגל או מיקרו-בקר מיישם מעבד ומעגלי ממשק על שבב יחיד.
שבב עצמאי שמכיל כמעט הכל, כך שזה מספיק לבנות מוצר מוגמר הוא דוגמא למיקרו-בקר טיפוסי. לדוגמא, לשעון אלקטרוני בשורש כף היד או לשעון מעורר יש בקר מיקרו, שמיישם את כל הפונקציות של מכשיר כזה. התקני היקפי אינדיבידואליים מחוברים ישירות לרגלי מיקרו-מעגל המיקרו-בקר, או משותפים אלמנטים או מעגלי-מיקרו נוספים של אינטגרציה קטנה או בינונית.
בקרי מיקרו נמצאים בשימוש נרחב במוצרים המכילים את המערכת כולה אך ורק במעגל מיקרו מיניאטורי אחד, המכונה לעיתים קרובות מיקרו מכלול. לדוגמה, כרטיס אשראי "שבב" מכיל בקר מיקרו בבסיס פלסטיק. טבליות אינטרקום מכיל גם בקר מיקרו בפנים. והדוגמאות לשימוש ויישום של בקרי מיקרו הם כה רחבים בעולם המודרני, עד שקל לאתר את נוכחותו של בקר בכל מכשיר אינטליגנטי פחות או יותר, מצעצוע לילדים ועד אוזניות טלפון סלולרי אלחוטי.
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: