Componente electronice: Introducere microcontrolere - microfoane

Un microcontroler este un computer complet pe un singur cip electronic. Acestea pot fi achiziționate pentru 50 $ sau mai puțin. Ca toate sistemele informatice, microcomputerele sunt compuse din mai multe subsisteme de bază:

• Unitatea de procesare centrală (CPU): Un CPU execută instrucțiunile furnizate de un program. CPU-ul poate efectua toate operațiile necesare funcționării corecte a computerului, cum ar fi mutarea datelor dintr-o locație a memoriei în altul sau primirea datelor ca intrări din lumea exterioară.

• Ceas: CPU-ul și alte componente ale microcontrolerului sunt conduse de un ceas care oferă impulsuri de sincronizare care controlează stimularea instrucțiunilor programului, așa cum sunt executate unul câte unul de CPU. Pentru majoritatea microcontrolerelor, ceasul se bate cu un ritm de câteva milioane de căpușe pe secundă. În schimb, ceasul care conduce un computer desktop tipic cade de-a lungul câtorva cîteva miliarde căpușe pe secundă.

• Memorie de acces aleatoriu (RAM): Oferă o zonă de scratchpad unde computerul poate stoca datele la care lucrează. De exemplu, dacă doriți ca calculatorul să determine rezultatul unui calcul (cum ar fi două plus două), trebuie să furnizați o locație în memoria RAM unde computerul poate stoca rezultatul.

  Pe un computer desktop, cantitatea de memorie RAM disponibilă este măsurată în miliarde de octeți (GB pentru gigaocteți). Într-un microcontroler, memoria RAM este adesea măsurată doar octeți. Asta-i drept: nu miliarde (GB), milioane (MB, megaocteți) sau chiar mii (KB, kilobiți) de octeți, dar octeți simpli vechi. De exemplu, popularul BASIC Stamp 2 are un total de 32 de octeți de RAM.

• EEPROM: Un tip special de memorie care deține programul care rulează pe un microcontroler. EEPROM reprezintă Memorie programabilă numai pentru citire , dar nu va fi testată.

  EEPROM este doar pentru citire, ceea ce înseamnă că odată stocate datele în EEPROM, datele nu pot fi modificate de un program care rulează pe procesorul microcontrolerului. Cu toate acestea, este posibil să se scrie date în memoria EEPROM prin conectarea EEPROM la un computer prin intermediul unui port USB. Apoi, calculatorul poate trimite date către EEPROM.

  Așa se programează microcontrolerele. Utilizați software special pe un PC pentru a crea programul pe care doriți să-l executați pe microcontroler. Apoi, conectați microcontrolerul la PC și transferați programul de la PC la microcontroler. Microcontrolerul execută apoi instrucțiunile din program.

  Majoritatea microcontrolerelor au câteva mii de octeți de memorie EEPROM, ceea ce este suficient pentru a stoca programe relativ complicate descărcate de pe un PC.

  Una dintre cele mai importante caracteristici ale memoriei EEPROM este că nu își pierde datele când opriți alimentarea. Astfel, odată ce transferați un program de la un PC la un microcontroler EEPROM, programul rămâne în microcontroler până când îl înlocuiți cu un alt program.

  Aveți posibilitatea să dezactivați microcontrolerul și să-l puneți pe un raft de dulap de ani de zile, iar când porniți microcontrolerul, programul care a fost înregistrat cu ani în urmă va rula din nou.

• Ieșiri I / O: Una dintre cele mai importante caracteristici ale unui microcontroler este pinii I / O , care permit microcontrolerului să comunice cu lumea exterioară. Deși unele microcontrolere au ieșiri separate de intrare și pinii de ieșire, majoritatea au pini I / O partajați care pot fi utilizați atât pentru intrare, cât și pentru ieșire.

  Inelele de obicei folosesc interfața logică TTL de bază: HIGH (logica 1) este reprezentată de +5 V, iar LOW (logica 0) este reprezentată de 0 V.

  Majoritatea microcontrolerelor pot manipula doar o mică cantitate de curent direct prin pinii I / O. 20-25 mA este tipic. Asta e suficient pentru a aprinde un LED, dar circuitele care necesită un curent mai mare ar trebui să izoleze sarcina curentă mai mare de la pinii microcontrolerului I / O. Acest lucru se face de obicei folosind un driver de tranzistor.