Ce este un microcontroler?

Un microcontroler, sau pe scurt MCU, este un computer plasat pe un cip de circuit integrat. Microcontrolerele nu sunt computere în sensul în care funcționează ca un laptop sau un computer de jocuri. Acestea conțin unul sau mai multe procesoare, memoria lor și conectori de intrare/ieșire, dar nimic ca un sistem de operare sau o interfață de utilizare.

Elementele lor principale de interfață sunt întrerupătoarele, LED-urile sau senzorii. Sunt limitate în ceea ce privește programele pe care le pot rula de ceea ce se va potrivi în memoria lor de la bord – este costisitor și ineficient să atașeze memorie suplimentară, așa că orice ar trebui să facă trebuie să se potrivească în memoria disponibilă a cipului. Microcontrolerele sunt folosite pentru aplicații încorporate mai degrabă decât pentru utilizarea computerelor personale. Asta înseamnă că servesc unui scop specific, dedicat într-un sistem electronic mai extins.

Sfat: Comparați funcția unui microcontroler cu cea a unui roți dințat dintr-o mașină. În loc să fie direct accesibil utilizatorului, acesta își îndeplinește în liniște scopul de a face sistemul pe care îl rulează fără probleme.

Microcontrolerele sunt similare cu SoC-urile sau System-on-a-chips. SoC-urile sunt ceva mai sofisticate, dar pot apărea împreună – un SoC ar putea, de exemplu, să controleze microcontrolere externe conectate printr-o placă de bază. Spre deosebire de microcontrolere, SoC-urile au de obicei atașate o anumită formă de GPU și instrumente de conectivitate la rețea ( cum ar fi o interfață Wi-Fi ).

Microcontrolere în lumea reală

Una dintre caracteristicile lor definitorii este că nu sunt accesate direct, ci controlate automat în sisteme mai mari. Acestea pot fi găsite în computerul de bord al unei mașini, unelte electrice sau chiar dispozitive medicale. Microcontrolerele pot varia ca dimensiuni, dar pot fi mici, ceea ce face posibilă plasarea lor în dispozitive minuscule.

De asemenea, pot fi construite în așa fel încât să consume incredibil de puțină energie – în timp ce stau inactiv sau așteaptă intrarea; este posibil să construiești microcontrolere care consumă cât mai puțin un nanowatt pe minut – adică o miliardime dintr-un watt. Deși nu toate pot fi atât de eficiente, mulți se mulțumesc cu fracțiuni de watt pentru consumul de energie. Acest lucru le face perfect potrivite pentru dispozitivele care funcționează cu încărcări limitate ale bateriei.

Istoria microcontrolerului

Primul microcontroler a fost creat în 1971, deși a durat până în 1974 pentru ca primul microcontroler să fie disponibil comercial. A prezentat o configurare mai simplă decât cele moderne și a fost construit special pentru sistemele încorporate. În special producătorii japonezi au preluat tehnologia și au început să le producă pentru mașini. Ei au găsit utilizare în divertismentul în mașină, ștergătoarele de parbriz automate sau controlate de senzori, încuietori electronice, tablouri de bord și comenzi ale motorului.

Sfat: O mașină modernă, de mijloc, va avea probabil aproximativ 30 de microcontrolere diferite. De asemenea, puteți găsi unele în mașini de spălat, cuptoare, telefoane și sisteme de interfon.

Modelele timpurii erau foarte limitate în ceea ce privește cât de ușor puteau fi șterse și rescrise și nici nu erau ușor de fabricat. De atunci, aceasta a încetat să mai fie o problemă – din 1993, când un nou tip de memorie a fost inclus în microcontrolere, acestea au devenit semnificativ mai ieftine de făcut. Cele mai multe modele vor costa doar câțiva cenți pentru fabricare - și se vor vinde pentru aproximativ un dolar, în funcție de specific.

În zilele noastre, microcontrolerele sunt folosite și în afara sistemelor încorporate dedicate - sunt populare printre inginerii amatori cărora le place să le joace. Unele modele specifice au chiar comunități online întregi dedicate acestora și posibilelor lor utilizări.

Concluzie

Un microcontroler este un procesor mic. Ele sunt de obicei folosite pentru a gestiona ceva specific, cum ar fi activarea ștergătoarelor de parbriz atunci când este detectată apă. Ele sunt de obicei complet automate, nefiind nevoie de control de la distanță de la un procesor de uz general, deși pot alimenta o telemetrie simplă. După cum sugerează și numele, microcontrolerele tind să fie fizic mici.

Au, de asemenea, un consum mic de putere și un preț scăzut. În timp ce modelele timpurii aveau tendința de a fi blocate la funcția lor specifică, microcontrolerele moderne pot fi în general reprogramate, deși adesea este necesar un hardware specific. Această programabilitate permite unei comunități căreia îi place să le schimbe și să le folosească în moduri neobișnuite.