ما هو متحكم؟

المتحكم الدقيق ، أو اختصارًا MCU ، هو جهاز كمبيوتر يوضع على شريحة دائرة متكاملة. المتحكمات الدقيقة ليست أجهزة كمبيوتر بمعنى أنها تعمل مثل الكمبيوتر المحمول أو كمبيوتر الألعاب. تحتوي على وحدة معالجة مركزية واحدة أو أكثر ، وذاكرتها ، وموصلات الإدخال / الإخراج ، ولكنها لا تشبه نظام التشغيل أو واجهة المستخدم.

عناصر التفاعل الرئيسية الخاصة بهم هي المفاتيح أو مصابيح LED أو أجهزة الاستشعار. فهي محدودة فيما يتعلق بالبرامج التي يمكنهم تشغيلها بما يتناسب مع ذاكرتهم المدمجة - فمن المكلف وغير الفعال إرفاق ذاكرة إضافية ، لذا فإن كل ما يفترض القيام به يجب أن يتناسب مع الذاكرة المتوفرة للشريحة. تستخدم المتحكمات الدقيقة للتطبيقات المضمنة بدلاً من استخدام الكمبيوتر الشخصي. هذا يعني أنها تخدم غرضًا محددًا ومخصصًا داخل نظام إلكتروني أكثر شمولاً.

نصيحة: قارن وظيفة المتحكم الدقيق بوظيفة الترس في الجهاز. بدلاً من أن يكون المستخدم في متناول المستخدم مباشرة ، فإنه يحقق الغرض منه بهدوء وهو جعل النظام يعمل بسلاسة.

تشبه المتحكمات الدقيقة SoCs أو System-on-a-chip. تعد SoCs أكثر تعقيدًا إلى حد ما ، لكنها يمكن أن تظهر معًا - قد تتحكم شركة SoC ، على سبيل المثال ، في المتحكمات الدقيقة الخارجية المتصلة عبر اللوحة الأم. على عكس المتحكمات الدقيقة ، عادةً ما يكون لدى SoCs شكل من أشكال GPU وأدوات اتصال الشبكة ( مثل واجهة Wi-Fi ) مرفقة.

المتحكمات الدقيقة في العالم الحقيقي

تتمثل إحدى خصائصها المميزة في عدم الوصول إليها بشكل مباشر ولكن يتم التحكم فيها تلقائيًا في أنظمة أكبر. يمكن العثور عليها في كمبيوتر السيارة الموجود على متن السيارة أو في أدوات الطاقة أو حتى في الأجهزة الطبية. يمكن أن تتنوع وحدات التحكم الدقيقة في الحجم ولكنها صغيرة ، مما يجعل من الممكن وضعها في أجهزة صغيرة.

يمكن أيضًا بناؤها بطريقة تجعلها تستهلك القليل من الطاقة بشكل لا يصدق - أثناء الجلوس في وضع الخمول أو انتظار المدخلات ؛ من الممكن بناء متحكمات دقيقة تستهلك أقل من نانوات في الدقيقة - أي جزء من مليار واط. على الرغم من أنه لا يمكن أن يكون كل شيء بهذه الفعالية ، إلا أن الكثير منهم يتعامل مع أجزاء من واط لاستهلاك الطاقة. وهذا يجعلها مناسبة بشكل مثالي للأجهزة التي تعمل بشحن بطارية محدود.

تاريخ المتحكم الدقيق

تم إنشاء أول متحكم دقيق في عام 1971 ، على الرغم من أن الأمر استغرق حتى عام 1974 ليكون أول متحكم دقيق متاحًا تجاريًا. تتميز بإعدادات أكثر وضوحًا من تلك الحديثة وتم تصميمها خصيصًا للأنظمة المدمجة. التقط المصنعون اليابانيون بشكل خاص التكنولوجيا وبدأوا في صنعها للسيارات. وجدوا استخدامها في الترفيه داخل السيارة ، ومساحات الزجاج الأمامي المؤتمتة أو التي يتحكم فيها المستشعر ، والأقفال الإلكترونية ، ولوحات العدادات ، وأدوات التحكم في المحرك.

نصيحة: من المحتمل أن تحتوي السيارة الحديثة والمتوسطة السوق على حوالي 30 متحكمًا مختلفًا. يمكنك أيضًا العثور على بعضها في الغسالات والأفران والهواتف وأنظمة الاتصال الداخلي.

كانت النماذج المبكرة محدودة للغاية في مدى سهولة محوها وإعادة كتابتها ولم يكن من السهل تصنيعها أيضًا. منذ ذلك الحين لم يعد هذا يمثل مشكلة - منذ عام 1993 ، عندما تم تضمين نوع جديد من الذاكرة في الميكروكونترولر ، أصبح صنعها أرخص بكثير. سيكلف تصنيع معظم الطرز بضعة سنتات فقط - وبيعها بحوالي دولار ، اعتمادًا على التفاصيل.

في الوقت الحاضر ، تُستخدم وحدات التحكم الدقيقة أيضًا خارج الأنظمة المضمنة المخصصة - فهي تحظى بشعبية لدى المهندسين الهواة الذين يستمتعون بالتلاعب بها. حتى أن بعض النماذج المحددة لديها مجتمعات كاملة عبر الإنترنت مخصصة لها واستخداماتها المحتملة.

خاتمة

المتحكم الدقيق هو معالج صغير. يتم استخدامها عادةً لإدارة شيء محدد مثل تمكين مساحات الزجاج الأمامي عند اكتشاف المياه. عادةً ما تكون تلقائية تمامًا ، ولا تحتاج إلى جهاز تحكم عن بعد من وحدة المعالجة المركزية للأغراض العامة ، على الرغم من أنها تستطيع تغذية بعض عمليات القياس البسيطة عن بُعد. كما يوحي الاسم ، تميل وحدات التحكم الدقيقة إلى أن تكون صغيرة ماديًا.

لديهم أيضًا سحب طاقة صغير وسعر منخفض. بينما كانت النماذج المبكرة تميل إلى أن تكون مقفلة بوظيفتها المحددة ، يمكن إعادة برمجة المتحكمات الدقيقة الحديثة بشكل عام ، على الرغم من أن أجهزة معينة غالبًا ما تكون مطلوبة. تمكن قابلية البرمجة هذه المجتمع الذي يستمتع بالتلاعب بها واستخدامها بطرق غير عادية.