Z Wikipedii

Mikrokontroler (ang. MCU) - komputer zrealizowany w postaci pojedynczego układu scalonego, zawierającego jednostkę centralną (CPU), pamięć RAM, na ogół, pamięć programu oraz rozbudowane układy wejścia-wyjścia. Określenie mikrokontroler pochodzi od głównego obszaru zastosowań, jakim jest sterowanie urządzeniami elektronicznymi.

Mikrokontroler stanowi użyteczny i całkowicie autonomiczny system mikroprocesorowy, nie wymagający użycia dodatkowych elementów, których wymagałby do pracy tradycyjny mikroprocesor. Skądinąd, mikrokontrolery przystosowane są do bezpośredniej współpracy z rozmaitymi urządzeniami zewnętrznymi, w tym również takimi, do których obsługi tradycyjny mikroprocesor wymagałby użycia dodatkowych układów peryferyjnych.

Mikrokontrolery wykorzystuje się powszechnie w sprzęcie AGD, układach kontrolno-pomiarowych, w przemysłowych układach automatyki, w telekomunikacji itp.

Spis treści 1 Budowa 2 Pamięć programu 3 Taktowanie 4 Oprogramowanie 5 Historia, producenci i ewolucja mikrokontrolerów 6 Linki zewnętrzne

[edytuj] Budowa

Wśród wbudowanych w typowy mikrokontroler bloków funkcjonalnych można wyróżnić:

• jednostkÄ™ obliczeniowÄ… (ALU) - przeważnie 8-bitowÄ…, ale także 16 lub 32-bit,
• pamięć danych (RAM)
• pamięć programu
• uniwersalne porty wejÅ›cia - wyjÅ›cia (na ogół przypisane do konkretnych wyprowadzeÅ„ ukÅ‚adu scalonego); część tych portów może peÅ‚nić alternatywne funkcje wybierane programowo - np. mogÄ… to być elementy opcjonalnej magistrali adresów i danych
• ukÅ‚ady czasowo - licznikowe,
• kontrolery przerwaÅ„,

Ponadto, mikrokontroler może zawierać:

• kontrolery transmisji szeregowej lub równolegÅ‚ej (UART, SPI, I2C, USB, CAN, 1-Wire itp.),
• proste przetworniki analogowo-cyfrowe lub cyfrowo-analogowe,
• obszar nieulotnej pamiÄ™ci danych, np EEPROM lub opartej o dodatkowe podtrzymywanie bateryjne
• zegar czasu rzeczywistego (RTC).
• ukÅ‚ad kontroli poprawnej pracy, tzw watchdog, którego zadaniem jest przeprowadzenie restartu mikrokontrolera w razie zapÄ™tlenia siÄ™ programu.
• wewnÄ™trzne czujniki wielkoÅ›ci nieelektrycznych, np. temperatury

[edytuj] Pamięć programu

Ze względu na rodzaj użytej pamięci programu, możemy wyróżnić mikrokontrolery:

• z pamiÄ™ciÄ… staÅ‚Ä… (ROM) programowanÄ… fabrycznie - jest to najtaÅ„sze rozwiÄ…zanie w produkcji masowej
• wielokrotnie programowalne - wyposażone w pamięć EPROM, EEPROM lub Flash, wymagajÄ…ce użycia zewnÄ™trznych programatorów - tego rodzaju mikrokontrolery nadajÄ… siÄ™ szczególnie dobrze do zastosowaÅ„ prototypowych i niewielkich serii produkcyjnych
• programowalne w zmontowanym urzÄ…dzeniu docelowym (In-System Programmable - ISP), przez interfejs szeregowy,
• bez wÅ‚asnej pamiÄ™ci programu - niektóre mikrokontrolery mogÄ… wykonywać jedynie programy zapisane w pamiÄ™ci zewnÄ™trznej - rozwiÄ…zanie to bywa stosowane w przypadku, gdy pamięć programu musi mieć szczególnie duży rozmiar, np. z uwagi na przechowywane w niej staÅ‚e tablice (Look-Up Tables, LUT)

[edytuj] Taktowanie

Zegar systemowy mikrokontrolera może być taktowany:

• zewnÄ™trznym sygnaÅ‚em taktujÄ…cym (rozwiÄ…zanie czÄ™sto stosowane w dużych ukÅ‚adach wymagajÄ…cych synchronicznej współpracy wielu jednostek)
• wÅ‚asnym generatorem, wymagajÄ…cym podÅ‚Ä…czenia zewnÄ™trznych elementów ustalajÄ…cych czÄ™stotliwość taktowania (najczęściej jest to rezonator kwarcowy i dwa kondensatory)
• wewnÄ™trznym ukÅ‚adem taktujÄ…cym, nie wymagajÄ…cym podÅ‚Ä…czania dodatkowych elementów (wiele nowoczesnych mikrokontrolerów ma wbudowane ukÅ‚ady taktujÄ…ce; w bardziej rozbudowanych wersjach oparte o syntezÄ™ czÄ™stotliwoÅ›ci przy pomocy pÄ™tli synchronizacji fazowej).

Zegary współczesnych mikrokontrolerów osiągają częstotliwości do kilkuset MHz, jednak w większości zastosowań taktowanie może być znacznie wolniejsze. Ustalenie odpowiedniej częstości taktowania rzadko wiąże się z zapotrzebowaniem na moc obliczeniową; najczęściej branym pod uwagę parametrem jest czas reakcji na sygnały oraz szybkość realizowanej transmisji danych. Z uwagi na zależność poboru mocy od częstotliwości taktowania, wiele mikrokontrolerów może działać w tzw. trybach uśpienia - na przykład z całkowicie wyłączonym zegarem; wówczas aktywność mikrokontrolera ograniczona jest do podtrzymywania stanu pamięci oraz oczekiwania na sygnał wybudzający (np. przerwanie zewnętrzne).

[edytuj] Oprogramowanie

Jako języki programowania mikrokontrolerów, najczęściej wykorzystywane są asemblery, język C oraz uproszczone dialekty języka BASIC. Asembler pozwala lepiej wykorzystać możliwości mikrokontrolera (w tym również ograniczone zasoby pamięci), jednak z reguły wymaga większego nakładu pracy programisty. Istnieją również wyspecjalizowane narzędzia umożliwiające zaprogramowanie mikrokontrolera w oparciu o schemat blokowy algorytmu, schemat automatu skończonego lub układ połączeń bloków operacyjnych (np. Actum Realizer).

[edytuj] Historia, producenci i ewolucja mikrokontrolerów

Rozwój technologii, oprócz wzrostu niezawodności, zasobów i poprawy parametrów, umożliwił także zmiany w architekturze tych układów. Wprowadza się rozbudowane układy peryferyjne (sterownik wyświetlacza LCD, dekoder MP3, sterownik magistrali ATA, radiomodem i inne). Oprócz klasycznych rozwiązań ośmio i szesnastobitowych, pojawiają się układy ze słowem 32-bitowym. Jeden z kierunków rozwojowych oferuje sprzętowe wsparcie języków wysokiego poziomu, takich jak Java. Niektóre firmy produkują również uproszczone wersje mikrokontrolerów, w niewielkich obudowach (począwszy od trzech wyprowadzeń), co zapewnia zminimalizowanie kosztów w prostych aplikacjach. Z drugiej strony można się spotkać z tendencją do wbudowywania gotowych rdzeni popularnych mikrokontrolerów do bardziej złożonych układów - np. układów ASIC lub programowalnych matryc FPGA. Pozwala to na ujednolicenie standardów programowania wytwarzanych urządzeń, w połączeniu z możliwością realizacji praktycznie dowolnych układów wejścia / wyjścia w postaci sprzętowej (w odróżnieniu od implementacji programowej tych samych układów, kiedy to sterowanie sygnałami na konkretnych wyprowadzeniach odbywać się musi z aktywnym wykorzystaniem realizowanego przez mikrokontroler programu).

Do najbardziej popularnych mikrokontrolerów należą układy takich firm jak Atmel, Intel, Freescale Semiconductor (dawniej Motorola), Infineon, Analog Devices, Philips, ST, Hitachi i wielu innych. Niekwestionowany standard dla rynku masowego narzuciła firma Intel, która wprowadziła na rynek mikrokontroler 8051 - prototyp rodziny MCS-51. Obecnie wielu producentów stara się zachować zgodność wstecz z tą rodziną (oznaczaną także jako S51 lub x51). Bardzo popularne są również mikrokontrolery AVR firmy Atmel oraz PIC firmy Microchip Technology.

Pierwszym seryjnie produkowanym mikrokontrolerem był układ Intel 8048, sprzedawany od 1976 roku. Niemniej, za wynalazcę mikrokontrolera należałoby raczej uznać Gary'ego Boone'a z firmy Texas Instruments - zgodnie z ustaleniami urzędu patentowego w USA. Pierwszymi układami firmy Texas Instruments, które można uznać za mikrokontrolery, były przeznaczone do kalkulatorów układy TMS0100, produkowane już w roku 1972.

[edytuj] Linki zewnętrzne

• http://mikrokontrolery.net - wszystko o mikrokontrolerach jednoukÅ‚adowych
  
• Microchip PIC Project database and resource page

Segment pism dla rodziców zanotował wzrost sprzedaży

Wszystkie miesiÄ™czniki dla rodziców zanotowaÅ‚y w lutym br. wyższÄ… sprzedaż ogółem w porównaniu z lutym ub.r. – wynika z danych ZwiÄ…zku Kontroli Dystrybucji Prasy.

Zawitkowski nowym naczelnym "Dziewczyny"

Robert Zawitkowski będzie redaktorem naczelnym miesięcznika młodzieżowego "Dziewczyna" (Axel Springer Polska).

Minister skarbu chce kuratora dla Polskiego Radia

Minister skarbu państwa Aleksander Grad zwrócił się do sądu o ustanowienie kuratora Polskiego Radia. Chce w ten sposób przeciwdziałać paraliżowi we władzach spółki.

TVN24 wyrusza na Euro 2008 helikopterem

Komentatorami rozgrywek Euro 2008 w TVN24 będą Jan Tomaszewski i Olaf Lubaszenko. Do obsługi mistrzostw Europy w piłce nożnej stacja wykorzysta też śmigłowiec Błękitny 24, który poleci do Austrii.

Polsat News ruszy 1 czerwca i z brytyjskÄ… koncesjÄ…

KanaÅ‚ informacyjny Polsatu wystartuje 1 czerwca br. i bÄ™dzie nadawaÅ‚ z brytyjskÄ… koncesjÄ… – dowiedziaÅ‚ siÄ™ "Presserwis".

Linki: Strona g³ówna