Блог викладача Потягайло Тетяни Миколаївни

Стрімкий розвиток електроніки швидко змінює наше життя, і ми помічаємо це, перш за все, у соціальній сфері, сферах комунікації (спілкування) та зв’язку. Перше, що спадає на думку у цьому зв’язку, – це комп’ютери, Інтернет і стільникові телефони. Ми вільні у пошуках необхідної інформації, маємо можливість вийти на зв'язок з бажаним абонентом, не зважаючи на наше місцезнаходження. Ми можемо отримувати дистанційну освіту і об’єднуватися у групи за професійними, соціальними або культурними інтересами. Все це стало можливим у значній мірі завдяки винаходу мікропроцесора і створенню мікропроцесорних систем.

А чи є інші прояви прогресу мікроелектроніки, які не такі помітні, але виграють важливу роль у нашому житті?

Так, мікропроцесори і мікроконтролери широко використовуються у побутовій техніці, автомобільній електроніці, аерокосмічній та військовій галузях і, звичайно ж, у промисловому виробництві.

Мікроконтролер – це спеціалізований мікроелектронний програмований прилад, що призначений для використання у керуючих пристроях, системах передачі даних та системах керування технологічними процесами.

Мікроконтролери використовують у побутовій техніці, медичних приладах, системах керування ліфтами, телефонах, раціях та інших засобах зв’язку, електронних музичних інструментах та автомагнітолах, комп’ютерній периферії (клавіатурах, джойстиках, принтерах, тощо), світлофорах, автоматичних воротах та шлагбаумах, інтерактивних дитячих іграшках, автомобілях, локомотивах та літаках, роботах та промислових верстатах.

Мікроконтролери також широко застосовуються в автомобільній електроніці. Наприклад, автомобіль «Peugeot 206» має на борту 27 мікроконтролерів, а в автомобілях високого класу, як наприклад «BMW» сьомої серії, використовується понад 60 мікроконтролерів. Вони керують вприском палива, жорсткістю адаптивної підвіски, світлотехнікою, двигунами двірників, склопідіймачів та дзеркал заднього виду, тощо.

Мікроконтролер, на відміну від мікропроцесора, зазвичай має порівняно невелику розрядність (8 – 16 бітів) та багатий набір команд маніпулювання окремими бітами. Бітові команди дають змогу керувати дискретним обладнанням (підняти/опустити шлагбаум, увімкнути/вимкнути лампу, нагрівач, запустити/зупинити двигун, відкрити/закрити клапан, тощо). Наявність можливості оперувати окремими бітами, вводити та виводити дискретні сигнали називають «бітовим процесором».

Ще одна з основних відмінностей мікроконтролера від мікропроцесора полягає у тому, що у складі мікросхеми контролера є усі елементи для побудови простої (а інколи – і досить складної) системи керування. Так, всередині мікроконтролера є пам'ять даних (оперативна пам'ять), пам'ять програм (постійна пам'ять), генератор тактових імпульсів, таймери, лічильники, паралельні та послідовні порти. Тож система мінімальної конфігурації на основі мікроконтролера може складатися з блока живлення, безпосередньо мікросхеми контролера та кількох пасивних елементів (резисторів, конденсаторів та кварцового резонатора). І це фактично є ніщо інше, як одноплатний міні комп'ютер на основі однієї мікросхеми, придатний для вбудовування до об’єкта керування. Середня вартість системи мінімальної конфігурації складає кількадесят доларів (порівняйте із середньою вартістю персонального комп’ютера).

Типова архітектура мікроконтролера складається з системи синхронізації та керування (1), арифметико-логічного пристрою (2), регістрів загального призначення (3), пам’яті даних (4) та пам’яті програм (5), портів (6), функціональних пристроїв (таймерів, лічильників, широтно-імпульсних модуляторів, інтерфейсів) та регістрів їх настроювання (7).