A microcontroller هو جهاز كمبيوتر صغير على دائرة متكاملة واحدة تحتوي على وحدة معالجة مركزية (CPU) ، وذاكرة ، وأجهزة طرفية قابلة للبرمجة للإدخال / الإخراج.
تشمل تطبيقات الميكروكونترولر:
أنظمة السيارات (مثل التحكم في المحرك ، والتوجيه المعزز ، والمعلومات الترفيهية)
الأجهزة المنزلية (مثل الغسالات ومكيفات الهواء)
أنظمة التحكم الصناعية (مثل الروبوتات والتحكم في العمليات)
المعدات الطبية (مثل أجهزة مراقبة جلوكوز الدم وأجهزة مراقبة معدل ضربات القلب)
الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية (مثل الألعاب والأجهزة المحمولة باليد)
تشمل العلامات التجارية الشهيرة لوحدات التحكم الدقيقة ما يلي:
Atmel (مملوك الآن بواسطة Microchip)
NXP (Philips سابقًا)
شركة Texas Instruments
STMicroelectronics
رينيساس للإلكترونيات
تشمل لغات البرمجة المستخدمة بشكل شائع مع وحدات التحكم الدقيقة C و C ++ و Assembly.
تتضمن بعض لوحات تطوير وحدات التحكم الدقيقة الشائعة الاستخدام ما يلي:
Arduino
Raspberry Pi
ESP32 / ESP8266 (متحكمات مزودة بتقنية Wi-Fi)
Architecture:
تعتمد معظم المتحكمات الدقيقة على بنية Von Neumann ، والتي تتكون من وحدة معالجة واحدة (CPU) تقرأ وتنفذ التعليمات المخزنة في الذاكرة.
تستخدم بعض المتحكمات الدقيقة هندسة هارفارد ، حيث يكون البرنامج وذاكرة البيانات منفصلين ولديهما حافلات مختلفة.
ذاكرة:
تحتوي المتحكمات الدقيقة عادةً على كل من ذاكرة الوصول العشوائي (ذاكرة الوصول العشوائي) وذاكرة فلاش.
تُستخدم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لتخزين البيانات والإرشادات مؤقتًا أثناء تنفيذ البرنامج.
تُستخدم ذاكرة الفلاش للتخزين غير المتطاير لرمز البرنامج والبيانات.
الإدخال / الإخراج (I / O) الأجهزة الطرفية:
تحتوي المتحكمات الدقيقة على مجموعة من الأجهزة الطرفية المضمنة في الإدخال / الإخراج ، مثل ADC (المحولات التناظرية إلى الرقمية) ، و DAC (المحولات الرقمية إلى التناظرية) ، و UART (جهاز الاستقبال غير المتزامن العالمي) ، و SPI (الواجهة الطرفية التسلسلية) ، I2C (الدائرة المتكاملة) ، PWM (تعديل عرض النبضة) ، وغيرها.
تسمح أجهزة الإدخال / الإخراج الطرفية للمتحكم الدقيق بالتفاعل مع العالم الخارجي من خلال قراءة البيانات وكتابتها من أجهزة استشعار ومشغلات وأجهزة أخرى مختلفة.
تسجيل الوقت:
تحتوي المتحكمات الدقيقة على مولد ساعة داخلي أو مصدر ساعة خارجي يوفر إشارة ساعة لوحدة المعالجة المركزية والأجهزة الطرفية.
يحدد تردد الساعة السرعة التي تنفذ بها وحدة المعالجة المركزية التعليمات وتعمل الأجهزة الطرفية.
استهلاك الطاقة:
تم تصميم وحدات التحكم الدقيقة للعمل بطاقة منخفضة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تعمل بالبطاريات والموفرة للطاقة.
يعتمد استهلاك الطاقة لوحدة التحكم الدقيقة علىclock frequency
، the number and complexity of active peripherals, and the power management features integrated في الجهاز.
هناك العديد من الأنواع المختلفة من وحدات التحكم الدقيقة المتاحة ، بدءًا من الأجهزة البسيطة ذات 8 بت التي تحتوي على بضعة كيلوبايت من الذاكرة إلى الأجهزة القوية 32 بت مع العديد من الميغابايت من الذاكرة والميزات المتقدمة. يعتمد اختيار وحدة التحكم الدقيقة على المتطلبات المحددة للتطبيق ، مثل طاقة المعالجة وحجم الذاكرة وإمكانيات الإدخال / الإخراج واستهلاك الطاقة.
.
