Artykuł partnera
Jak sama nazwa wskazuje, mikrokontroler to zminiaturyzowana jednostka kontrolująca. Właściwie to scalony system mikroprocesorowy, który ma postać pojedynczego układu scalonego. Można spotkać się też z inną nazwą mikrokontrolerów – mikrokomputer jednoukładowy, w skrócie MCU. Gdzie się go wykorzystuje i w jakim celu?
Budowa mikrokontrolerów
Każdy mikrokontroler jest wyposażony w jednostkę centralną – CPU, pamięć RAM oraz rozbudowane układy wejścia i wyjścia. Na ogół ma też pamięć programu – FRAM, MRAM, ROM lub Flash. Stanowi użyteczny i całkowicie zautomatyzowany, niezależny system mikroprocesorowy, który nie wymaga do poprawnego działania użycia jakichkolwiek dodatkowych elementów. Odróżnia to mikrokontrolery od tradycyjnych mikroprocesorów.
Mikrokontroler może zawierać układy czasowo-licznikowe, kontrolery przerwań, kontrolery transmisji szeregowej, proste przetworniki cyfrowo-analogowe lub analogowo-cyfrowe, zegar czasu rzeczywistego, układ kontroli poprawnej pracy, wewnętrzne czujniki wielkości nieelektrycznych czy obszar nieulotnej pamięci danych.
Gdzie stosowane są mikrokontrolery?
Nazwa „mikrokontroler” pochodzi od tego, że stosowany jest on do sterowania urządzeniami elektronicznymi. Stąd też można wskazać jego praktyczne wykorzystywanie m.in. do zdalnego sterowania, jako urządzenie sterujące implanty medyczne, urządzenia biurowe i elektronarzędzia. Często mikrokontrolery są montowane w silnikach samochodowych lub w zabawkach, w sprzęcie RTV i AGD, w przemysłowych układach automatyki, w podzespołach komputerowych, czy w układach kontrolno-pomiarowych.
AVR Atmel mikrokontrolery
Jednym z typów mikrokontrolerów są kontrolery Atmel AVR. To rodzina ośmiobitowych mikrokontrolerów, które produkowane są przez firmę Atmel. Mikrokontrolery AVR Atmel są jednostkami arytmetyczno-logicznymi, które opierają się na schemacie RISC procesora i zasadach architektury harwardzkiej. Zawierają 32 ośmiobitowe rejestry. AVR mikrokontrolery zostały opracowane przez dwóch studentów z Norwegian Institute of Technology, jako mikrokontrolery zdolne do przesyłania do i z rejestrów danych z pamięci. Charakteryzują się prostą strukturą rozkazów. Mają dużą wydajność obliczeniową, jako że większość rozkazów wykonywana jest w jednym takcie zegara procesora.
Mikrokontrolery AVR Atmel m.in. Atmel atmega 8, atmega328, atmega 16, atmega 128, atmega 88 i atmega 168 są popularne wśród hobbystów i amatorów. Wynika to z tego, że stosunkowo łatwo się je programuje i uruchamia. Ile kosztują takie rozwiązania? Np. mikrokontroler ATMEGA328P-PU można było w lipcu 2018 roku kupić w jednym z popularnych sklepów internetowych za 10 zł. Cena malała wraz z zwiększaniem wielkości zamówienia.