Микроконтроллеры сегодня
Микроконтроллеры - микропроцессорные устройства с ограниченным набором функций.
Обычно микроконтроллер исполняет роль процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ. Прототип современного микроконтроллера был создан в 1971, но первый коммерчески успешный микроконтроллер был выпущен уже в 1980 году.
Характерной чертой микроконтроллера является то, что вычислительное ядро, запоминающее устройство, содержащее инструкции и данные устройства ввода-вывода, набор встроенных периферийных устройств располагаются на кристалле. В микроконтроллере может использоваться статическая память для ОЗУ и внутренних регистров и встроенная энергозависимая память для хранения программы и данных. Часто встречаются контроллеры без шин для подключения внешней памяти. В случае самых дешевых типов памяти информацию можно записать только один раз. При более полной модификации контроллера энергозависимую память можно перезаписывать. Чаше всего микроконтроллеры применяются во встроенных системах управления и контроля.
Основным преимуществом микроконтроллеров является то, что его можно назвать почти самостоятельным вычислительным устройством. Для работы микроконтроллеру не требуется дополнительное оборудование. Данные команд ОЗУ и ПЗУ хранятся раздельно.
Применение одной микросхемы, вместо целого набора, как в обычных процессорах, находящихся в персональных компьютерах, позволяет
- значительно снизить размеры готового устройства,
- уменьшить энергопотребление
- снизить стоимость устройств.
Работу микроконтроллера можно программировать на ассемблере или Си, хотя возможно и на других языках при помощи компиляторов, получая в результате довольно сложные электронные устройства, функциональность которых в большой степени реализуется программно. Микроконтроллеры могут быть
- перепрограммируемыми с электрическим стиранием или УФ (наиболее дорогие) применяются в случае экспериментального и мелкосерийного производства
- однократно-программируемые (более дешевые)
- масочно-программируемые (самые дешевые) применяются в случае крупносерийного производства.
Сегодня существует очень большой ассортимент микроконтроллеров для решения широкого спектра задач. Возможно подобрать микроконтроллер от различных производителей, с отличными техническими характеристиками, разным набором периферийных устройств.
Микроконтроллеры могут содержать следующие переферийные устройтсва
- радиочастотные приемники и передатчики
- контроллеры дисплеев и клавиатур
- компараторы
- широтно-импульсные модуляторы
- различные интерфейсы ввода-вывода,
- контроллеры бесколлекторных двигателей
- аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
- таймеры
- массивы встроенной флеш-памяти
Выбор микроконтроллера обуславливается рядом параметров, это компромисс между габаритными размерами, стоимостью, быстродействием и энергопотреблением. В зависимости от типа поставленной задачи может быть выбран или малопроизводительный 8 разрядный микроконтроллер, если основным критерием является стоимость, или цифровой сигнальный процессор при необходимости высоких вычислительных характеристик.
|
