Микроконтроллеры. Области применения. Преимущества. Особенности. Новые возможности.

Для чего применяют микро-контроллеры? В чем преимущества использования? (10+)

Микроконтроллеры - самоучитель - Применение

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Микроконтроллеры - не очень просто, но очень интересно

Применение

Даже и не знаю с чего начать. Иногда у нас, особенно гиков, к коим я себя все же отношу, возникает потребность в некой автоматизации различных технических процессов: 'умный' дом, управление отоплением, вентиляцией, освещением и еще масса других вариантов, которые можно только представить. Например – робот, приносящий вам свежесваренный кофе с кухни. Следующий вопрос, который мы задаем себе: 'Куда пойти? Куда податься?'. Многие, в том числе и я, сразу думаем о компьютере.

Но тут возникает масса отрицательных моментов:

• габариты устройства (это немного поправимо, с появлением микрокомпьютеров типа Raspberry Pi)
• энергопотребление
• все меньший выбор интерфейсов, к которым придется стыковать некие исполнительные устройства, а это требует написания собственных драйверов и стыковочных интерфейсов. В нынешних компьютерах выбор вообще может ограничиться только USB портом
• низкая надежность при режиме работы 24х7х365
• избыточность исполняемого кода и аппаратной платформы. Представьте – для управления лампочкой установим линукс, сделаем собственную программу, сделаем собственный драйвер. Кроме того нужно еще было приобрести компьютер с ОЗУ, жестким диском, кучей фактически ненужных микросхем и интерфейсов на плате. Абсурд!

Тогда мы, и я в том числе, начинаем поиски какого-то чудо-устройства, которое лишено всех этих недостатков и, после обращения ко 'всемогущему Гуглу', находим нечто под названием 'микроконтроллеры'.

И, Вы знаете, преинтереснейшие устройства, оказывается. Когда я на них наткнулся, то понял, что моя задача может быть решена очень небольшими средствами в достаточно приемлемый промежуток времени. А задача была, в общем, весьма серьезная. Управление освещением, считывание влажности, температуры помещения, считывание температур с 6 контуров, управление сервоприводами подачи теплоносителя, управление режимами вентиляции, формирование сигналов тревоги, плюс, конечно же, отображение текущих параметров и управление настройками и т. д. В целом – нетривиальная задача с увязкой всех взаимовлияющих параметров.

Что же они из себя представляют, эти микроконтроллеры? Физически – это микросхема с микрокомпьютером RISC-архитектуры внутри, в ней есть все, необходимое для нормальной работы. Ну, почти все.

Она обладает собственной памятью – постоянной перепрограммируемой флэш-памятью, пользовательской программируемой (ЭСППЗУ - EEPROM), оперативной, регистрами (они же могут быть напрямую адресованы как ячейки памяти), собственный калиброванный RC генератор частоты, таймеры, счетчики. А еще вдобавок Универсальный синхронный и асинхронный последовательный приемопередатчик (УСАПП - USART), последовательный интерфейс, Аналого-цифровой преобразователь (АЦП), входы для внешних прерываний, порты SPI, порты отладки, компаратор и всякая другая всячина. Вы даже можете безо всяких усилий соорудить штатными средствами настоящий терминал для ввода/вывода информации. Уууух...

Как видим – чем не компьютер!!? И это всего лишь в одной маленькой микросхемке! Просто здорово.

Виды, типы микроконтроллеров. Особенности. Выбор.

Безусловно, вам придется делать выбор модели микроконтроллера для своего устройства. Они отличаются форм-фактором. Тут смотрите - удобно ли вам будет распаивать на печатную плату SOIC или DIP корпус. Также они отличаются количеством и назначением «ножек». Нет смысла для простых устройств выбирать мощные контроллеры «сороконожки». Еще, как и процессоры – отличаются разрядностью, типом и количеством регистров. Как компьютеры – объемами памяти. Ваш первейший помощник отныне – дейташит. Благо, документация на многие модели неплохо переведена на русский язык. Если у вас программка небольшая, но количество входных/выходных сигналов велико, то придется идти в сторону увеличения модели микроконтроллера. То же происходит при увеличении объема кода. Его придется прошивать в память микроконтроллера. Берите с запасом, особенно для сложных устройств. Мало ли, что вам взбредет в голову через полгода? Захотите добавить функциональность и уткнетесь в объем программируемой памяти.

Теперь вас немного расстрою. На рынке существуют два основных семейства. Как 'физики' и 'лирики' в мире микроконтроллеров. Это семейство PIC (сокр. от Peripheral Interface Controller) компании Microchip Technology Inc. и семейство AVR (компании Atmel). Невозможно сказать какое из них лучше. В Интернете вы можете найти массу сломанных копей в форумах на эту тему.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.