Микроконтроллер юунаас бүрддэг вэ? Микроконтроллер гэж юу вэ - зорилго, төхөөрөмж, програм хангамж

Electron сэтгүүлийн хоёр дахь дугаарын энэ нийтлэлд би дижитал электроникийн талаар маш сонирхолтой сэдвийг хөндөхийг хүсч байна. Өнөөдөр би нэг асуултанд хариулахыг хүсч байна микроконтроллер гэж юу вэ.

Тэгэхээр микроконтроллер нь чип дээр жинхэнэ микрокомпьютер угсарсан жижиг чип юм! Энэ нь процессор, санах ой (ROM ба RAM), дагалдах төхөөрөмжүүдийг нэг чип дотор суулгаж, микроконтроллер дотор хадгалагдсан тусгай микропрограмм ашиглан бие биетэйгээ болон гадаад ертөнцтэй ажиллах, харилцан үйлчлэхийг албадсан гэсэн үг юм.

Микроконтроллеруудын гол зорилго нь янз бүрийн электрон төхөөрөмжийг удирдах явдал юм. Тиймээс тэдгээрийг зөвхөн ашигладаггүй хувийн компьютерууд, гэхдээ бараг бүх гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, машин, зурагт, үйлдвэрлэлийн роботууд, тэр ч байтугай цэргийн радарууд.

Микроконтроллер нь электрон төхөөрөмжийг удирдах бүх нийтийн хэрэгсэл гэж бид хэлж чадна, та хяналтын алгоритмыг өөрөө өөртөө оруулж, микроконтроллерт өгсөн даалгавараас хамааран хүссэн үедээ өөрчлөх боломжтой.

Орчин үеийн микроконтроллерууд иймэрхүү харагдаж байна.

Одоогоор олон байна янз бүрийн платформуудмикроконтроллеруудын гэр бүлүүд боловч тэдгээрийн үйл ажиллагааны зорилго, хэрэглээ, мөн чанар нь бараг ижил байдаг.

Микроконтроллер бол нэг төрлийн микрокомпьютер (хуучин нэр нь нэг чиптэй микрокомпьютер) гэж бид хэлсэн. Үүнийг хар хайрцаг гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ хайрцагны дотор микроконтроллерийн үндсэн бүтцийн элементүүд байдаг.

Арифметик логик нэгж(ALU) – арифметик болон логик үйлдлүүд, үнэндээ ерөнхий зориулалтын регистрүүдийн хамт ALU нь процессорын үүргийг гүйцэтгэдэг.

Санамсаргүй хандалт санах ой(RAM) - микроконтроллер ажиллаж байх үед өгөгдлийг түр хадгалах зориулалттай.

Програмын санах ой- дахин програмчлах боломжтой зөвхөн уншигдах санах ойн төхөөрөмж хэлбэрээр хийгдсэн бөгөөд микроконтроллерийн хяналтын микропрограммыг бичил программ гэж нэрлэхэд зориулагдсан.

Өгөгдлийн санах ойЗарим микроконтроллеруудад бүх боломжит тогтмолуудыг хадгалах санах ой болгон ашигладаг. хүснэгтийн утгуудфункцууд гэх мэт.

Микроконтроллер нь бусад туслах элементүүдтэй байж болно.

Аналог харьцуулагч– оролт дээрх хоёр аналог дохиог харьцуулах зориулалттай

Микроконтроллер дахь таймерууд нь микроконтроллерийн үйл ажиллагаанд янз бүрийн саатал гаргах, өөр өөр хугацааны интервалыг тохируулахад ашиглагддаг.

Аналог-тоон хувиргагч(ADC) нь микроконтроллерт аналог дохиог оруулахад шаардлагатай бөгөөд түүний үүрэг нь аналог дохиог дижитал болгон хувиргах явдал юм.

Дижитал-аналог хувиргагч(DAC) гүйцэтгэдэг урвуу функц, өөрөөр хэлбэл дохио дижитал хэлбэраналог болгон хувиргадаг.

Микроконтроллерийн ажиллагааг генераторын цагийн импульсээр синхрончилж, микроконтроллерийн хяналтын төхөөрөмжөөр удирддаг.

Тиймээс микроконтроллер нь өөрийн хяналтын төхөөрөмжийг угсарч болох электрон барилгын иж бүрдэл юм. Микроконтроллерыг програмчлах замаар та микроконтроллер доторх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг салгах эсвэл холбож, эдгээр төхөөрөмжүүдийн ажиллах алгоритмыг тохируулна.

Би микроконтроллер гэж юу болохыг хэлж буй видеог үзэж, хэд хэдэн жишээ өгөхийг санал болгож байна практик хэрэглээмикроконтроллерууд.

Дашрамд хэлэхэд, энэ сэдвийг сонирхож байгаа болон Atmel микроконтроллер дээр суурилсан төхөөрөмжөө бүтээхийг хүсч буй хүмүүст би дараах видеог үзэхийг санал болгож байна.

Видеог зориулав Atmel микроконтроллеруудыг програмчлах видео курс , Үүнийг дуусгасны дараа та микроконтроллеруудын гайхамшигт ертөнцтэй танилцаад зогсохгүй микроконтроллеруудыг хэрхэн програмчлах, улмаар микроконтроллерууд дээр бие даан электрон төхөөрөмж бүтээх талаар суралцах болно.

"Эхлэгчдэд зориулсан микроконтроллеруудыг програмчлах" видео курс 70 гаруй цаг өндөр чанартай видео.

Сургалтын үр дүнд та ямар ч нарийн төвөгтэй төхөөрөмжийг бие даан хөгжүүлэх боломжтой мэдлэгийг олж авах болно.

Өнөө үед микроконтроллерууд бараг бүх гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, цахилгаан хэрэгсэлд байдаг. Жишээлбэл, богино долгионы зуух нь LED эсвэл LCD дэлгэцтэй, гартай бол тусгай хяналтын чипээр тоноглогдсон байх ёстой.

Төрөл бүрийн хэрэглээ

Орчин үеийн бүх машинууд дор хаяж нэг микроконтроллер агуулдаг бөгөөд хөдөлгүүр, түгжрэлийн эсрэг систем, аялалын удирдлага гэх мэт хэд хэдэн төхөөрөмжөөр тоноглогдсон байж болно. Алсын удирдлагатай аливаа төхөөрөмж бараг л микроконтроллерийн удирдлагатай байдаг. Энэ ангилалд телевизор, тоглуулагч, өндөр чанартай стерео систем орно. Дижитал компакт болон SLR камер, гар утас, видео камер, автомат хариулагч, лазер принтерүүд, суурин утаснууддуудагчийг таних, 20 тоот санах ойтой, олон үйлдэлт хөргөгч, аяга таваг угаагч, угаалгын машин зарчмын хувьд ямар ч Цахилгаан хэрэгсэлэсвэл хэрэглэгчтэй харилцдаг төхөөрөмж нь микроконтроллертой.

Энэ юу вэ?

Микроконтроллер бол компьютер юм. Персонал компьютер эсвэл том хэмжээний компьютерийн аль нь ч бай бүх компьютерууд нийтлэг шинж чанартай байдаг. Тэдэнд зарим мэдээллийн сангаас тушаалуудыг ачаалах замаар программуудыг гүйцэтгэдэг нэг програм байдаг. Жишээлбэл, компьютер дээр энэ нь хатуу диск юм. Мөн компьютер нь санамсаргүй хандалтын санах ойгоор (RAM) тоноглогдсон байдаг. Гадаад ертөнцтэй харилцах тусгай хэрэгслээр хангагдсан байх ёстой. Компьютер дээр гар, хулгана нь оролтын төхөөрөмж бөгөөд монитор, принтерийг гаралтад ашигладаг. HDDэнэ хоёрыг хослуулсан функциональ байдал, учир нь энэ нь оролт болон гаралтын өгөгдөлтэй ажилладаг.

CPU

Микроконтроллерт ашигладаг процессорын төрөл нь тухайн програмаас хамаарна. Сонголтууд нь энгийн 4, 8 эсвэл 16 битээс илүү төвөгтэй 32 эсвэл 64 бит хүртэл хэлбэлздэг. Санах ойн хувьд RAM, флаш санах ой, EPROM эсвэл EEPROM ашиглаж болно. Ерөнхийдөө микроконтроллерууд нь чип дээрх хангалттай санах ойтой, мэдрэгч болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй шууд холбогдох ерөнхий оролт гаралтын тээглүүртэй тул нэмэлт тооцоолох бүрэлдэхүүн хэсэггүйгээр ашиглахаар бүтээгдсэн.

CPU-ийн архитектур нь Харвард эсвэл фон Нейманн байж болно янз бүрийн аргапроцессор ба санах ойн хооронд мэдээлэл солилцох. Эхний тохиолдолд өгөгдөл болон командын автобусыг тусгаарласан бөгөөд энэ нь тэдгээрийг нэгэн зэрэг дамжуулах боломжийг олгодог. Үүний тулд нийтлэг зүйлийг ашигладаг.

Програмчлал

Микроконтроллерийн процессорууд нь CISC эсвэл багасгасан зааврын багц (RISC) дээр суурилсан байж болно. CISC нь ихэвчлэн 80 орчим заавар (RISC - 30 орчим) агуулдаг илүү их тоохаяглах горимууд - RISC-ийн хувьд 3-5-тай харьцуулахад 12-24. Хэдийгээр өргөтгөсөн зааврын багцыг хэрэгжүүлэхэд хялбар бөгөөд санах ойг илүү үр дүнтэй ашигладаг боловч тэдгээрийг гүйцэтгэхэд илүү олон тооны цикл шаардлагатай байдаг тул гүйцэтгэл нь бага байдаг. RISC процессорууд нь програм хангамжид илүү их анхаарал хандуулдаг бөгөөд илүү хүчирхэг байдаг.

Анх микроконтроллеруудын хэл нь ассемблер байсан. Өнөөдөр C бол түгээмэл сонголт юм.

Хэрэв танд тохирох кабель байгаа бол програм хангамжболон компьютерийн хувьд микроконтроллерыг өөрийн гараар програмчлах нь тийм ч хэцүү биш юм. Та хянагчийг кабелиар компьютертээ холбож, програмаа ажиллуулж, командын багцыг ачаалах хэрэгтэй.

Онцлог шинж чанарыг тодорхойлох

Компьютерийг микроконтроллероос хэрхэн ялгах вэ? Хэрэв эхнийх нь мянга мянган ажиллах боломжтой ерөнхий зориулалтын төхөөрөмж юм янз бүрийн хөтөлбөрүүд, дараа нь хоёр дахь нь мэргэшсэн, нэг програм дээр төвлөрдөг. Микроконтроллеруудыг ялгахад туслах хэд хэдэн өөр шинж чанарууд байдаг. Шинэхэн хэрэглэгчдийн хувьд энэ нь асуудал биш байх болно - чип нь доор жагсаасан ихэнх шинж чанаруудтай болохыг тогтооход хангалттай бөгөөд ингэснээр та үүнийг энэ ангилалд аюулгүйгээр ангилж болно.

• Микроконтроллерууд нь бусад төхөөрөмжүүдийн (ихэвчлэн гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл) түүний үйл ажиллагаа эсвэл ажиллагааг хянах элементүүд юм. Тэдгээрийг мөн суулгагдсан хянагч гэж нэрлэдэг.
• Төхөөрөмж нь нэг даалгавар гүйцэтгэх, ROM-д хадгалагдсан нэг тодорхой програмыг ажиллуулах зориулалттай бөгөөд энэ нь ихэвчлэн өөрчлөгддөггүй.

• Микроконтроллер нь бага чадалтай чип юм. Батерейгаар ажиллах үед тэдний хүч 50 мВт орчим байдаг. Суурин компьютербараг үргэлж ханын залгуурт залгагддаг бөгөөд 50 ватт ба түүнээс дээш эрчим хүч зарцуулдаг.
• Микроконтроллер нь тусгай зориулалтын оролтын блоктой ба гаралтын хувьд ихэвчлэн (гэхдээ үргэлж биш) жижиг LED эсвэл LCD дэлгэцтэй гэдгээрээ ялгагдана. Хяндаг төхөөрөмжөөсөө оролтыг хүлээн авч, янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд дохио илгээдэг. Жишээлбэл, ТВ-ийн микроконтроллер нь алсын удирдлагаас дохио хүлээн авч, гаралтыг телевизийн дэлгэц дээр харуулдаг. Энэ нь суваг сонгогч, чанга яригч болон тодосгогч, тод байдал зэрэг зургийн зарим тохиргоог хянадаг. Машины хөдөлгүүрийн хянагч нь баталдаг оролтын дохионуудхүчилтөрөгч ба тэсэлгээний мэдрэгчээс түлшний хольцыг бий болгохыг зохицуулж, оч залгуурын ажиллагааг синхрончилдог. Богино долгионы зууханд гарны оролтыг хүлээн авч, гаралтыг LCD дээр харуулах, богино долгионы осцилляторыг асаах, унтраах релеийг удирддаг.
• Микроконтроллер нь ихэвчлэн жижиг, хямд төхөөрөмжүүд байдаг. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг аль болох хэмжээг нь багасгаж, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахын тулд сонгосон.
• Ихэнхдээ, гэхдээ үргэлж биш, микроконтроллер нь тааламжгүй нөхцөлд ажилладаг. Жишээлбэл, ердийн компьютер огт ажиллах боломжгүй үед машины хөдөлгүүрийг хянах төхөөрөмж нь хэт өндөр температурт ажиллах ёстой. Хойд хэсэгт машины микроконтроллер нь -34 ° C, өмнөд хэсэгт - 49 ° C температурт ажиллах ёстой. Хөдөлгүүрийн тасалгаанд температур 65-80 ° C хүрч болно. Нөгөөтэйгүүр, Blu-ray тоглуулагчид суурилуулсан микроконтроллер нь тийм ч бат бөх байх шаардлагагүй.

CPU-ийн шаардлага

Микроконтроллеруудад ашигладаг процессорууд нь маш өөр байж болно. Жишээлбэл, in гар утас 1970-аад онд бүтээгдсэн Z-80 8 битийн микропроцессорыг анх гэрийн компьютерт ашигласан. Garmin GPS навигатор нь бага хүчээр тоноглогдсон байв Intel хувилбар 80386, мөн ширээний компьютерт суулгасан.

зэрэг ихэнх гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл богино долгионы, процессоруудын хувьд эрэлт хэрэгцээгүй боловч үнэ нь чухал хүчин зүйл юм. Эдгээр тохиолдолд үйлдвэрлэгчид хямд өртөгтэй, жижиг, бага чадалтай CPU-ээс зохион бүтээсэн тусгай микроконтроллер руу шилжиж байна. Motorola 6811 болон Intel 8051 нь сайн жишээнүүдийм чипс. Microchip-ээс алдартай цувралуудыг бас үйлдвэрлэдэг. Өнөөгийн стандартын дагуу эдгээр процессорууд нь гайхалтай минималист боловч маш хямд бөгөөд ихэнхдээ дизайнерын хэрэгцээг бүрэн хангаж чаддаг.

Эдийн засгийн

Ердийн микроконтроллер нь 1000 байт ROM, 20 байт RAM, 8 оролт гаралтын зүү бүхий чип юм. Их хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд тэдний өртөг бага байдаг. Мэдээжийн хэрэг, гүй Microsoft Wordийм чип дээр боломжгүй - энэ нь дор хаяж 30 MB RAM болон секундэд сая сая үйлдлийг гүйцэтгэдэг процессор шаарддаг. Гэхдээ энэ нь бичил долгионы зуухыг хянах шаардлагагүй. Микроконтроллер нь тодорхой нэг ажлыг гүйцэтгэдэг бөгөөд бага зардал, эрчим хүчний хэрэглээ нь түүний гол давуу тал юм.

Энэ яаж ажилдаг вэ?

Маш олон төрлийн микроконтроллерууд, тэдэнд зориулсан илүү олон тооны програмууд байдаг ч тэдгээрийн аль нэгийг нь хэрхэн зохицуулах талаар сурсан ч та бүгдийг нь мэддэг болно. Ажлын ердийн хувилбар дараах байдалтай байна.

• Цахилгааныг унтраасан үед төхөөрөмж өөрийгөө ямар ч байдлаар харуулахгүй.
• Микроконтроллерийг тэжээлийн эх үүсвэрт холбох нь хяналтын логик блокыг идэвхжүүлдэг бөгөөд энэ нь кварцын болороос бусад бүх хэлхээг идэвхгүй болгодог.
• Хүчдэл хамгийн ихдээ хүрэхэд генераторын давтамж тогтворжино. Бүртгэлүүд нь бүх микроконтроллерийн хэлхээний төлөвийг тусгасан битүүдээр дүүрэн байдаг. Бүх харилцагчдыг оролт болгон тохируулсан. Электрон төхөөрөмж нь цагийн импульсийн хэмнэлийн дарааллын дагуу ажиллаж эхэлдэг.
• Командын тоолуур тэг болж дахин тохируулагдсан. Энэ хаяг дахь зааврыг зааврын декодер руу илгээдэг бөгөөд энэ нь түүнийг таньж, дараа нь шууд гүйцэтгэгддэг.
• Програмын тоолуур 1-ээр нэмэгдэж, бүх процесс секундэд нэг сая үйлдлийн хурдтайгаар давтагдана.

Arduino эсвэл Iskra JS гэх мэт микроконтроллеруудтай ажиллахын тулд нэмэлт мэдлэг шаардлагатай бөгөөд бид үүнийг аажмаар сурах болно.

Өнөөдөр би мэдлэгээ дээшлүүлэхийн зэрэгцээ бусдад хэлэхийн тулд ерөнхийдөө микроконтроллеруудын талаар бичихийг хүсч байна.

Микроконтроллер нь электрон төхөөрөмжийг удирдахад ашигладаг чип юм. Ердийн микроконтроллер нь функцтэй ба процессор, болон захын төхөөрөмжүүд, мөн агуулсан RAMба/эсвэл ROM(зөвхөн унших санах ой). Товчхондоо микроконтроллер гэдэг нь нэг чип дээр ажилладаг, харьцангуй энгийн үйлдлүүдийг гүйцэтгэх чадвартай компьютер юм.

Микроконтроллерууд өргөн хэрэглэгддэг компьютерийн технологи(процессор, эх хавтан, диск хөтчийн хянагч, HDD/FDD хөтчүүд), хэрэглээний цахилгаан бараа ( угаалгын машинууд, богино долгионы зуух, утас гэх мэт), аж үйлдвэрт гэх мэт. Микроконтроллер хэрхэн холбогдож, хянагддаг, мөн тэдгээртэй холбоотой бусад нюансуудыг авч үзье.

Микроконтроллерийг холбох

Доор тайлбарласан диаграм нь AVR микроконтроллерийг холбох хялбаршуулсан хувилбар юм. AVR бол Atmel компанийн найман битийн микроконтроллеруудын гэр бүл юм. Хөгжлийн жил - 1996 он.

Сайн утгаараа та хэд хэдэн нэмэлт зүйл нэмэх хэрэгтэй гадаад элементүүддиаграм руу оруулна.

Хэрэв микроконтроллер нь гадны эх үүсвэрээс тэжээгддэг бол диаграммд тасархай шугамаар заасан утсыг ашиглах шаардлагагүй.

Дүгнэлт AREF ADC-ийн лавлах хүчдэлийн оролт болгон ашигладаг - ADC-ийг тооцоолоход харьцангуй хүчдэлийг энд өгдөг. Дотоод 2.56V лавлах хүчдэлийг ашиглах эсвэл AVCC-ийн хүчдэлийг ашиглахыг зөвшөөрнө.

ADC (Analog to Digital Converter) - хүчдэлийг хоёртын тоон код болгон хувиргадаг электрон төхөөрөмж

Конденсаторыг AREF зүү рүү холбохыг зөвлөж байна, энэ нь ADC хүчдэлийн чанарыг нэмэгдүүлж, улмаар ADC хэмжилтийг зөв хийх боломжийг олгоно. AVCC ба GND хооронд конденсатор ба ороомог суурилуулсан бөгөөд микро схемийн үйл ажиллагааны үр дүнд үүссэн богино дуу чимээний импульсийг жигд болгохын тулд GND ба VCC хооронд (хэлхээний тэжээлийн голтой ойрхон) 100 нФ керамик конденсатор суурилуулсан.

Мөн боломжит хүчдэлийн өсөлтийг арилгахын тулд GND ба VCC хооронд 47 мкФ багтаамжтай өөр конденсатор суурилуулсан.

Микроконтроллерийн хяналт

AVR микроконтроллеруудХарвардын архитектураар тоноглогдсон. Санах ойн хэсэг бүр өөрийн хаягийн орон зайд байрладаг. Хянагч дахь өгөгдлийн санах ойг регистр, тогтворгүй, санамсаргүй хандалтын санах ой ашиглан гүйцэтгэдэг.

Бүртгэлийн санах ой нь файлд нэгтгэгдсэн 32 ерөнхий зориулалтын регистр, мөн оролт гаралтын үйлчилгээний регистрээр хангадаг. Эхний болон хоёр дахь хоёулаа RAM-ийн зайд байрладаг боловч түүний нэг хэсэг биш юм.

IN RVV талбай(оролт ба гаралтын бүртгэлүүд) янз бүрийн үйлчилгээний бүртгэлүүд байдаг - статус, микроконтроллерийн хяналт гэх мэт, түүнчлэн хяналтыг хариуцдаг бүртгэлүүд захын төхөөрөмжүүдмикроконтроллерийн нэг хэсэг болох . Үнэн хэрэгтээ эдгээр бүртгэлийг удирдах нь микроконтроллерыг удирдах арга юм.

Микроконтроллерийн төхөөрөмжүүд

AVR микроконтроллерууд нь хэрэглэхэд хялбар, бага эрчим хүч зарцуулдаг өндөр түвшининтеграци.

Дүрмээр бол ийм микроконтроллеруудыг хамгийн их ашиглаж болно янз бүрийн төхөөрөмжүүдаан, үүнд ерөнхий зориулалтын систем, нийтийн хаягийн систем, LCD дэлгэц, хязгаарлагдмал зайтай самбар зэрэг орно.

Эдгээр нь батерейны түвшин хэмжигч, баталгаажуулалт, автомашины электроник, богино холболт, хэт халалтаас хамгаалах гэх мэтэд ашиглагддаг. Үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглахаас гадна микроконтроллеруудыг дараах төхөөрөмжүүдийг бий болгоход ашиглаж болно (мөн эхлэгчдэд ихэвчлэн ашигладаг).

• Atmega168 дээрх температур бүртгэгч;
• Attiny2313 дээрх гал тогооны таймер;
• термометр;
• 50 Гц давтамжтай үйлдвэрлэлийн сүлжээний давтамжийн тоолуур;
• Attiny2313 дээрх LED тоормосны гэрэл хянагч;
• Температур эсвэл дуу чимээнд хариу үйлдэл үзүүлэх LED чийдэн ба гэрэлтүүлэгч;
• Цахим эсвэл мэдрэгчтэй унтраалга.

Өөр өөр төхөөрөмж ашигладаг болохыг анхаарна уу янз бүрийн загваруудмикроконтроллерууд. Тиймээс 32 битийн AVR UC3 микроконтроллерууд (түүнчлэн XMEGA, megaAVR, tinyAVR гэх мэт) нь picoPower, QTouch, EEPROM технологи, үйл явдал боловсруулах систем, өөрөө програмчлал бүхий ерөнхий зориулалтын системд тохиромжтой.

Эхлэгчдэд зориулсан микроконтроллерууд

Хэрэв та жишээ нь Arduino гэх мэт микроконтроллеруудыг програмчлах, мөн хэлхээнд байх шаардлагатай төхөөрөмжүүдийг угсрах гэж байгаа бол зарим зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. дүрэм, зөвлөмж:

• Аливаа асуудлыг шийдэхийн өмнө тэдгээрийг үндсэн үйлдлүүд хүртэл жижиг хэсгүүдэд хуваах хэрэгтэй.
• Та код үүсгэгч болон бусад "хялбаршуулсан" материалыг ядаж эхний үе шатанд ашиглах ёсгүй.
• Си болон Ассемблей хэлийг судлахыг зөвлөж байна - энэ нь микроконтроллерууд болон програмуудын ажиллах зарчмыг ойлгоход хялбар болгоно.

Эхлэгчдэд микроконтроллеруудтай ажиллахын тулд үндсэн материалыг судлахыг зөвлөж байна. Ийм материалд дараахь ном орно. "AVR микроконтроллеруудын хэрэглээ: хэлхээ, программ ба алгоритм"Баранов В.Н., 2006, "AVR микроконтроллер: танилцуулах курс", Ж.Мортон, 2008, "ATMEL микроконтроллеруудыг Си хэл дээр програмчлах"Прокопенко В.С., 2012 он.

Эдгээр номнууд практик гарын авлага, энэ нь дижитал логикийн талууд ба үндсийг хамардаг бөгөөд мөн бичил хянагч програмуудын жишээг авч үздэг. хэл Cянз бүрийн хэлхээний симулятор, хөрвүүлэгч, орчинтой.

Микроконтроллерянз бүрийн электрон төхөөрөмж эсвэл тэдгээрийн бие даасан функциональ блокуудыг удирдахад зориулагдсан нэгдсэн хэлхээ юм. Ихэнх микроконтроллерууд нь процессор болон захын (зохицуулах) төхөөрөмжүүдийн функцийг нэгтгэдэг. Энэ нь түүний үйлдлийн алгоритм (програм) хадгалагддаг тогтворгүй санах ойг агуулдаг. Үндсэндээ микроконтроллер нь энгийн ажлуудыг гүйцэтгэхэд зориулагдсан жижиг компьютер юм.

Микроконтроллер бүтээх санааг анх 1971 онд Америкийн электроникийн Техас Инструментс компанийн ажилтнууд дэвшүүлсэн. Тэд жижиг компьютерийг нэг чип дээр угсарч, процессор, санах ой, оролт гаралтын төхөөрөмжүүдийг байрлуулахыг санал болгосон. 5 жилийн дараа энэ санааг хаа сайгүй тархсан Intel хүлээн авч, анхны микроконтроллер i8048-ыг гаргасан.

Микроконтроллерийн үндэс нь арифметик-логик гэж нэрлэгддэг нэгж юм. Энгийнээр хэлэхэд энэ нь санах ойд хадгалагдсан программыг боловсруулдаг нэг төрлийн тооцоолох модуль юм. Програмыг ихэвчлэн бичдэг энгийн хэлээр(машины кодын хэл) бөгөөд ямар ч үйл ажиллагаанд тохируулан дахин бичиж болно. Микро схем дэх програм хатуу кодлогдсон бөгөөд өөрчлөх боломжгүй үед ховор тохиолддог. Энэ нь голчлон цахилгаан мотор гэх мэт энгийн төхөөрөмжүүдийг удирдахад зориулагдсан нарийн зорилтот микроконтроллеруудад хамаарна.

Тогтворгүй санах ой нь ихэвчлэн хянагч дотор байрладаг бөгөөд програмыг хадгалахад зориулагдсан байдаг. Зарим хянагч нь хангалттай багтаамжтай дотоод санах ойтой тул гадаад санах ойг холбох контактууд огт байдаггүй. Дотоод санах ойихэвчлэн хоёр хэсэгт хуваагддаг: програмын санах ой ба мэдээллийн санах ой. Эхнийх нь функциональ алгоритм (програм), хоёр дахь нь гаднаас ирж буй өгөгдлийг агуулдаг. Нилээд төвөгтэй алгоритмтай бол хэд хэдэн бүртгэгдсэн програм байж болно.

Захын төхөөрөмжүүд нь арифметик-логик төхөөрөмжийг гадаад ертөнцтэй холбох зориулалттай (цахим төхөөрөмжийн гүйцэтгэх элементүүд). Түгээмэл хэрэглэгддэг захын төхөөрөмжүүдэд бүх нийтийн дижитал портууд болон оролт гаралтын интерфейс, харьцуулагч, аналог-тоон ба дижитал-аналог хувиргагч, мотор хянагч, импульсийн өргөн модулятор, RF хүлээн авагч, дамжуулагч орно. Микроконтроллерийн үйл ажиллагаа, хамрах хүрээнээс хамааран дээрх төхөөрөмжүүдийн зарим нь байхгүй байж болно.

Микроконтроллер ашиглахгүйгээр одоо компьютерийн эх хавтан (системийн самбар), гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын төхөөрөмж, тоног төхөөрөмжийн хяналтын системийг ажиллуулах боломжгүй болсон. Дашрамд хэлэхэд, хэрэв та өөрөө ямар нэгэн электрон төхөөрөмж бүтээх эсвэл үйлдвэрлэлийн төхөөрөмжийг шинэчлэхийг хүсвэл олон үйлдэлт төхөөрөмжийг ашиглаж болно.