Ljudi su se u prošlosti morali oslanjati na glasnike za primanje i slanje poruka. U kasnom 19. stoljeću došlo je do velike prekretnice u komunikacijskoj industriji izdavanjem prvog telefona. Ovaj uvod promijenio je način na koji ljudi međusobno komuniciraju i komuniciraju.
Međutim, napredak tu nije stao. Nakon više od stoljeća, mobitel je predstavljen s naprednijim značajkama kao što su mogućnost dodirnog zaslona, slanje i primanje e-pošte i mnoge druge. Ove napredne značajke podržavaju dvije primarne komponente pametnog telefona: mikroprocesori i mikrokontroleri.
Ovaj članak govori o tome što trebate znati o jednoj od primarnih komponenti pametnih telefona, mikrokontroleru. Ovdje ćete naučiti što je mikrokontroler, njegovu klasifikaciju i još mnogo toga.
1. Što je mikrokontroler?
Kada govorimo o računalima i elektroničkim uređajima, mnogo pompe ide na mikroprocesore. Međutim, još jedna kritična komponenta u vašem pametnom telefonu zaslužuje slavu - mikrokontroler.
Mikrokontroler se odnosi na uređaj s integriranim krugom (IC) koji upravlja funkcijama elektroničkog sustava. Optimiziran je za softver i trajno postavljen u vaš pametni telefon za obavljanje određenih funkcija, kao što je odziv zaslona osjetljivog na dodir.
Jedinica mikrokontrolera (MCU) je dobro odabran pojam koji definira njegove karakteristike. Prefiks 'mikro' opisuje malenost sustava. U međuvremenu, 'kontrolor' opisuje sposobnost sustava da kontrolira druge dijelove elektroničkog sustava, obično putem mikroprocesorske jedinice i drugih perifernih uređaja.
Izvedba MCU ovisi o funkcionalnosti i agilnosti digitalnog procesora i memorije te drugih perifernih uređaja dizajniranih da pomognu sustavu u interakciji s drugim sustavima.
2. Mikroprocesori protiv mikrokontrolera
Ponekad ljudi mogu koristiti izraz 'mikroprocesor' kada govore o mikrokontroleru, ali trebali biste razumjeti jasnu razliku između ta dva uređaja.
Počnimo s razumijevanjem što je mikroprocesor. Mikroprocesor se odnosi na upravljačku jedinicu računalnog sustava koja izvodi operacije aritmetičko-logičke jedinice (ALU) i komunicira s drugim uređajima koji su na nju povezani. Uređaj je na čipu s jednim integriranim krugom koji sadrži mnogo sićušnih komponenti kao npr poluvodiči, tranzistori, diode, tranzistori i još mnogo toga koji rade zajedno, pomažući vašem telefonu da radi svoj posao.
- Mikroprocesor djeluje kao srce računalnog sustava; odnosno sve što računalo radi opisano je uputama računalnih programa. Mikroprocesor izvršava ove upute mnogo milijuna u sekundi. U međuvremenu, mikrokontroleri djeluju kao srce ugrađene aplikacije.
- Mikroprocesor je samo procesor; stoga, memorijski i periferni uređaji, kao što su ulazni i izlazni (I/O) uređaji, moraju biti povezani izvana, tako da postaje glomazan i složeniji. S druge strane, mikrokontroler ima procesor i ugrađenu memoriju i I/O sustave, pa je sklop mali i manje složen.
- Mikrokontroler ima više jedinica za pohranu memorije velike brzine nego mikroprocesor u smislu registara. Stoga se većina operacija u mikroprocesorima temelji na memoriji.
3. Klasifikacija mikrokontrolera
Mikrokontroleri se mogu klasificirati na sljedeći način:
-
Širina sabirnice
Sabirnica opisuje paralelne vodove koji se koriste za povezivanje različitih komponenti mikrokontrolera. On prenosi podatke i upute između komponenti upravljačkog uređaja.
Mikrokontroleri se dijele na 8-bitne, 16-bitne i 32-bitne mikrokontrolere na temelju širine sabirnice.
8-bitni mikrokontroler ima širinu sabirnice od 1 bajta. Dakle, može prenijeti i izvršiti podatke od osam bitova u jednom ciklusu. Glavni nedostatak ovog mikrokontrolera je kada obrađuje ALU operacije. Stoga, ako obrađuje 16-bitne podatke, koristit će više ciklusa da dovrši svoj rad, što će dovesti do loših performansi i netočnosti.
U međuvremenu, 16-bitni mikrokontroler ima širinu sabirnice od 2 bajta. Učinkovitiji je i točniji od 8-bitnog mikrokontrolera. Obrađuje podatke od 16 bita u jednom ciklusu.
Konačno, 32-bitni mikrokontroler ima širinu sabirnice od 32 bita ili 4-bajta. Ovaj mikrokontroler ima veće performanse i pojavu od 16-bitnog tipa. Međutim, skuplji je i troši više energije. Najprikladniji je za obavljanje složenih zadataka obrade audio i video signala. Također olakšava integraciju više perifernih uređaja, kao što je univerzalna serijska sabirnica (USB). Možete birati između nekoliko 32-bitnih mikrokontrolera, uključujući STM32F031G6U6 i druge renomirane robne marke koje su postale popularne tijekom posljednjih nekoliko godina zbog svojih visokih performansi i točnosti.
-
memorija
Ugrađeni memorijski mikrokontroler ima sve bitne memorijske blokove integrirane unutar jednog čipa. Ovi funkcionalni blokovi uključuju mjerač vremena, prekide, program i memoriju podataka. Oni su fiksni, tako da se ne mogu proširiti; međutim, možete koristiti vanjsku memoriju samo za čitanje (ROM) za proširenje pohrane vašeg mikrokontrolera.
S druge strane, mikrokontroler vanjske memorije nema jedan od funkcionalnih blokova ugrađen u svoj čip; stoga se mora spojiti na vanjski blok. Spajanje vanjskih modula povećava veličinu mikrokontrolera.
4. Osnovne komponente mikrokontrolera
Mikrokontroler ima druge komponente integrirane u jedan krug za obavljanje određenih funkcija. To uključuje:
-
Centralna procesorska jedinica CPU
CPU djeluje kao mozak mikrokontrolera u vašem pametnom telefonu. Jedinica dohvaća instrukciju, razumije što znači i konačno je izvršava. Isto tako, jedinica povezuje svaku komponentu mikrokontrolera u jedan krug, tako da izvođenje određenih funkcija postaje lakše. Međutim, bitno je da monitor temperaturu vašeg CPU-a, kako biste izbjegli dugotrajne probleme koji bi mogli utjecati na performanse vašeg pametnog telefona.
-
Priključci i registri
Portovi i registri odnose se na posebne memorijske lokacije namijenjene posebnim funkcijama kao što je hardversko mjesto. Međutim, neki portovi mogu biti namijenjeni I/O funkcionalnosti čipa mikrokontrolera. Također možete promijeniti dodjelu pinova mikrokontrolera (ulazni pin na izlazni pin) umetanjem 1 ili 0 u određenu adresu porta.
-
Analogno-digitalni pretvarač (ADC)
Kao što naziv govori, ova komponenta je odgovorna za pretvaranje analognih signala u digitalne. Na primjer, kada koristite svoj pametni telefon, dodir na zaslonu je analogni ulaz u ovom pretvaraču. ADC će pretvoriti ulaz senzora u digitalni oblik, a zaslon će reagirati u skladu s tim.
-
Odbrojavanje
Ovisno o vrsti pametnog telefona, mikrokontroler može imati više od jednog mjerača vremena ili brojača. Ova komponenta je odgovorna za sve funkcije mjerenja vremena i brojanja mikrokontrolera. Neke od njegovih funkcija uključuju modulacije, mjerenje frekvencije, generiranje impulsa i brojanje vanjskih impulsa.
-
memorija
Memorija u mikrokontroleru služi za pohranjivanje podataka i programa. Sustav ima određenu količinu memorije s slučajnim pristupom, ROM-a i drugih flash memorija za pohranjivanje i upravljanje izvornim kodovima programa.
Bottom Line
Kao što je rečeno, uvođenje mobilnih telefona promijenilo je način na koji ljudi komuniciraju i međusobno komuniciraju. Primarne komponente pametnih telefona, mikroprocesora i mikrokontrolera, podržavale su napredne značajke kao što su zaslon osjetljiv na dodir i druge mogućnosti.
