การประยุกต์ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์

เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์ปัจจุบันมีกำลังการประมวลผลสูงเพียงพอ ซึ่งช่วยให้ไมโครเซอร์กิตขนาดเล็กเพียงตัวเดียวสามารถใช้อุปกรณ์ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในขนาดที่เล็ก นอกจากนี้ ด้วยการใช้พลังงานต่ำ ราคาของอุปกรณ์ที่เสร็จสมบูรณ์โดยตรงจึงลดลงเรื่อยๆ .

ด้วยเหตุนี้จึงพบไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ทุกที่ในหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง: บนเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์, ในคอนโทรลเลอร์ของไดรฟ์ดีวีดี, ฮาร์ดไดรฟ์และโซลิดสเตตไดรฟ์, ในเครื่องคิดเลข, บนแผงควบคุมของเครื่องซักผ้า, เตาอบไมโครเวฟ, โทรศัพท์, เครื่องดูดฝุ่น น้ำยาทำความสะอาด , เครื่องล้างจาน , หุ่นยนต์สำหรับใช้ในครัวเรือนในร่ม , รีเลย์ที่ตั้งโปรแกรมได้และ PLC, ในโมดูลควบคุมเครื่องจักร ฯลฯ

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ในปัจจุบันไม่สามารถทำได้หากไม่มีไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างน้อยหนึ่งตัวอยู่ภายใน

แม้ว่าไมโครโปรเซสเซอร์ 8 บิตจะเป็นอดีตไปแล้ว แต่ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิตยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน มีแอพพลิเคชั่นมากมายที่ไม่ต้องการประสิทธิภาพสูงเลย แต่ปัจจัยที่สำคัญคือต้นทุนต่ำของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายแน่นอนว่ามีไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทรงพลังกว่าที่สามารถประมวลผลสตรีมข้อมูลขนาดใหญ่แบบเรียลไทม์ (เช่น วิดีโอและเสียง)

ต่อไปนี้เป็นรายการสั้นๆ ของอุปกรณ์ต่อพ่วงไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งคุณสามารถสรุปเกี่ยวกับพื้นที่ที่เป็นไปได้และขอบเขตการใช้งานที่มีอยู่ของชิปขนาดเล็กเหล่านี้:

• พอร์ตดิจิตอลสากลที่กำหนดค่าสำหรับอินพุตหรือเอาต์พุต

• อินเทอร์เฟซ I/O ต่างๆ: UART, SPI, I? C, สามารถ, IEEE 1394, USB, อีเธอร์เน็ต;

• ตัวแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อกและอนาล็อกเป็นดิจิตอล

• เครื่องเปรียบเทียบ

• โมดูเลเตอร์ความกว้างพัลส์ (ตัวควบคุม PWM);

• ตัวจับเวลา;

• ตัวควบคุมมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน (และสเต็ปเปอร์)

• ตัวควบคุมแป้นพิมพ์และจอแสดงผล

• เครื่องส่งและเครื่องรับคลื่นความถี่วิทยุ

• อาร์เรย์ในตัวพร้อมหน่วยความจำแฟลช

• ตัวจับเวลา watchdog ในตัวและตัวสร้างนาฬิกา

ตามที่คุณเข้าใจแล้ว ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นวงจรขนาดเล็กที่ติดตั้งคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ซึ่งหมายความว่าภายในชิปขนาดเล็กมีโปรเซสเซอร์, ROM, RAM และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่สามารถโต้ตอบซึ่งกันและกันและกับส่วนประกอบภายนอกได้ คุณเพียงแค่ต้องโหลดโปรแกรมลงในไมโครเซอร์กิต

โปรแกรมจะรับประกันการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์ตามที่ตั้งใจไว้ — มันจะสามารถควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่รอบ ๆ ตามอัลกอริทึมที่ถูกต้อง (โดยเฉพาะ: เครื่องใช้ในครัวเรือน, รถยนต์, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์, หุ่นยนต์, เครื่องติดตามแสงอาทิตย์ ฯลฯ )

ความถี่สัญญาณนาฬิกาของไมโครคอนโทรลเลอร์ (หรือความเร็วบัส) สะท้อนถึงจำนวนการคำนวณที่ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถทำได้ในหน่วยเวลา ดังนั้นประสิทธิภาพของไมโครคอนโทรลเลอร์และพลังงานที่ใช้จะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วบัสเพิ่มขึ้น

ประสิทธิภาพของไมโครคอนโทรลเลอร์วัดเป็นล้านคำสั่งต่อวินาที — MIPS (ล้านคำสั่งต่อวินาที) ดังนั้น คอนโทรลเลอร์ Atmega8 ยอดนิยมที่ดำเนินการคำสั่งที่สมบูรณ์หนึ่งคำสั่งต่อรอบสัญญาณนาฬิกา จึงบรรลุประสิทธิภาพที่ 1 MIPS ต่อ MHz

ในขณะเดียวกัน ไมโครคอนโทรลเลอร์สมัยใหม่จากตระกูลต่างๆ นั้นมีความสามารถรอบด้านมากเสียจนคอนโทรลเลอร์ตัวเดิมซึ่งตั้งโปรแกรมใหม่ สามารถควบคุมอุปกรณ์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงได้ เป็นไปไม่ได้ที่จะจำกัดตัวเองในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง

ตัวอย่างของตัวควบคุมสากลดังกล่าวคือ Atmega8 เดียวกันกับที่พวกเขาประกอบ: ตัวจับเวลา, นาฬิกา, มัลติมิเตอร์, ตัวบ่งชี้ระบบอัตโนมัติในบ้าน, ไดรเวอร์สเต็ปเปอร์มอเตอร์ เป็นต้น

ในบรรดาผู้ผลิตไมโครคอนโทรลเลอร์ยอดนิยมที่เราทราบ ได้แก่ Atmel, Hitachi, Intel, Infineon Technologies, Microchip, Motorola, Philips, Texas Instruments

ไมโครคอนโทรลเลอร์จัดประเภทตามบิตของข้อมูลที่อุปกรณ์เลขคณิต-ลอจิกของคอนโทรลเลอร์ประมวลผลเป็นหลัก: 4, 8, 16, 32, 64 — บิต และ 8 บิตตามที่ระบุไว้ข้างต้นมีส่วนแบ่งการตลาดที่สำคัญ (มูลค่าประมาณ 50%) ถัดมาคือไมโครคอนโทรลเลอร์ 16 บิต จากนั้นเป็นคอนโทรลเลอร์ DSP ที่ใช้สำหรับการประมวลผลสัญญาณ (ทั้งสองอย่างนี้คิดเป็น 20% ของตลาด)