با میکروکنترلرها آشنا شویم و تفاوتشان با میکروپروسسور را بدانیم!

آشنایی با میکروکنترلرها و به کارگیری آن ها از جمله بهترین اختراعات بشر برای ساده سازی کار ها بوده است.

در دنیای صفر و یکی پیش رو، این میکروکنترلرها هستند که مهمترین نقش را ایفا میکنند. شما هم با دنیای شیرین آنها برخورد داشته اید؟

با دنیال کردن این آموزش و آموزش های بعدی ما به دنیای الکترونیک دیجیتال پا بگذارید.

آشنایی با میکروکنترلرها (بخشی از بسته آموزش جامع BEE )

ساختار IC ها

آشنایی با میکروکنترلرها

برای آشنایی با میکروکنترلرها ابتدا از شناخت کلی و مختصری از مدارات مجتمع شروع میکنیم.

برخی از انواع IC ها از چیدمان چندین ترانزیستور (حتی در موراردی در مقیاس چندین میلیون) ساخته شده اند و
در کاربردهای بسیار متنوعی، کار را برای طراح مدارات بسیار راحت می­کنند.

دسته ای دیگر از IC ها برپایه ­ی گیت ها ( AND و OR ) ساخته شدند و با اتصال چندین گیت در درون آن­ها عملیات گسترده ای را اجرا می­کنند.

از پیشرفته ­تر شدن ICهای گیت دار، ICهایی با عنوان پروسسور (processor) ساخته شدند که عملیات متنوع ریاضیاتی انجام می­دهند،
این ICها قادر به انجام عملیات جمع، ضرب، تقسیم و حتی در مدل­های جدید به عملیات پیچیده­ تری دست می­زنند.

اصطلاح سایز بیتی یک میکروپروسسور یا میکروکنترلر

این اصطلاح به اینکه هر میکروپروسسور یا میکروکنترلر عملیات ریاضی اش را روی چند بیت از داده انجام می­دهد، مربوط است.
مثلا وقتی می­گوییم میکروکنترلرهای نوع AVR از مدل ۸ بیتی هستند،
یعنی عملیات جمع و تفریق و … را روی هر ۸ بیت همزمان انجام می­دهند و
در مقابل میکروکنترلر ARM که ۳۲ بیتی است این عملیات را روی ۳۲ بیت همزمان پیاده سازی می­کند.
همین نکته به خوبی بیانگر برتری سرعت عملیاتی ARM ها نسبت به AVR هاست.
(بیش از ۴ برابر سرعت دارند چون سرعت به صورت نمایی و غیرخطی بالا می­رود)

میکروکنترلر چیست؟

توجه داشته باشید که میکروپروسسور و میکروکنترلر مفاهیم متفاوتی هستند و نباید این دو را با یکدیگر اشتباه بگیریم.

میکروپروسسور

میکروپروسسور CPU

مغز اصلی سیستم بوده که در حال انجام محاسبات، اطلاع رسانی به سایر واحدها، جابه جایی اطلاعات و بیت­ها است.
یک میکروپروسسور برای انجام عملیاتش نیازمند حافظه است.

تفاوت میکروکنترلر با میکروپروسسور

میکروکنترلر یک واحد است که علاوه بر داشتن یک میکروپروسسور داخلی، اجزای جانبی (peripheral) نیز دارد.

اجزای میکروکنترلر

این اجزا شامل انواع حافظه، واحدهای ورودی/خروجی (I/O)، انواع مبدل ها و …. می­باشد.
برای لمس بیشتر از این موضوع فرض کنید شما برای کامپیوتر خودتان یک CPU) central processor unit) خریده اید،
این CPU به تنهایی کاربردی نخواهد داشت و نیازمند این است که
حافظه، درایور CD، مادربورد، پورت های ورودی/خروجی و سایر قطعات لازمه را تهیه کنید.
میکروکنترلر در واقع یک کامپیوتر All In One است که تمامی لوازم جانبی را در خودش دارد.
برندهای مختلف میکروکنترلرها و در هر برند انواع مختلفی که تولید می­شوند همگی براساس تفاوت در این لوازم جانبی دسته بندی شده اند.

چند نمونه از قطعات داخلی میکروکنترلر

برای آشنایی با میکروکنترلرها خوب است تا با برخی از لوازم جانبی داخل آنها اشنا شویم.

لوازم جانبی میکروکنترلر

  1. نوسان ساز (Oscillator) : این قطعه برای ساخت پالس های مورد نیاز قلب میکروکنترلر استفاده میشود.
  2. مبدل های سیگنال آنالوگ به دیجیتال و برعکس (ADC / DAC)
  3. حافظه برنامه (Program Memory) با ظرفیت های مختلف.
  4. حافظه EEPROM : این مدل از حافظه براساس ساختار داخلی اش، اطلاعات را درون خودش ذخیره نگه داشته و
    دراثر قطع شدن منبع تعذیه، اطلاعات پاک نمی­شوند. از این مدل حافظه برای اطلاعات اصلی و مهم استفاده می­شود.
  5. حافظه RAM : برای ذخیره اطلاعات در حین عملیات و محاسبات که ذخیره کلی نشده و با قطع منبع تغذیه، پاک خواهند شد.
  6. واحد PWM : واحد تولید سیگنال پالس با عرض متغیر که برای راه­ اندازی موتورها خیلی کاربرد دارد.
  7. واحد ورودی/خروجی (I/O) .
  8. مبدل های آنالوگ و دیجیتال
  9. ارتباط با دنیای بیرون از طریق پروتوکل های متفاوت ارتباط سریال
  10. تعدادی op-amp ) operational amplifier )
  11. پورت های ارتباطی USB
  12. RTC) Real Time Clock)
  13. ارتباط صنعتی CAN
  • قطعات و المانهای بسیار زیادی در مدلهای مختلف هر برند از میکروکنترلرها وجود دارد که
    هرکدام کاربرد مخصوص به خودش را دارد.
  • میکروکنترلرهای ARM نبست به مدل های AVR جدیدتر هستند و
    به تبع اجزای داخلی جدید و پیچیده تری نیز خواهند داشت.
  • امروزه تکنولوژی به سمت SOC) System On Chip) در حال پیشرفت است و
    دنیایی از ماژول های مختلف همگی روی یک برد کوچک جمع می­شوند.
    ماژول هایی از مدلهای پیشرفته بلوتوث، Wi-Fi و غیره همگی در دنیای SOC سوار بر یک IC کوچک شده اند.

توسط | ۱۳۹۷-۶-۳۱ ۱۸:۰۱:۵۵ +۰۳:۳۰ ۱۱ شهریور ۱۳۹۷|الکترونیک, تکمیل شده دسته بندی ها|بدون ديدگاه

در باره نویسنده :

همیار دوره الکترونیک

ثبت ديدگاه

در کمتر از 20 ثانیه عضو شوید و بیش از 100 آموزش رایگان در اختیار شماست.
ویدئوها را برایم بفرست
ما هم مثل شما از ایمیل های تبلیغاتی بیزاریم.
Close