وقتی صحبت از میکروکنترلر می شود اغلب ما به یاد کامپیوترهای هوشمند می افتیم اما چنین تصوری کمی دچار مشکل است. هر چند که قادر به خواندن مقادیر داده ها و اجرای دستورات می باشد. اما شاید بهتر باشد آن را یک مینی کامپیوتر یا یک چیپ الکترونیکی برنامه پذیر بدانیم که وظیفه اصلی آن کنترل و مانیتورینگ است.
ما به عنوان سایت انجام پروژه های دانشجویی که پروژه های میکروکنترلر شما را هم انجام می‌دهد، با تمامی جزئیات میکروکنترلرها آشنا هستیم. پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
میکروکنترلر شامل میکروپروسسور، مبدل های آنالوگ به دیجیتال و برعکس، پورت سریال و حافظه ورودی و خروجی می شود. این تراشه در تجهیزات صنعتی و الکترونیکی کاربرد زیادی دارد و اساسا وظیفه مدیریت و کنترل سیستم ها بدون نیاز به سیستم عامل پیچیده در فرانت اند را دارند. در ادامه با ما همراه باشید تا شما را با انواع میکروکنترلر آشنا کنیم.
آشنایی با میکروکنترلر و طرز کار آن
قبل از اینکه بخواهیم سراغ انواع میکروکنترلر برویم بد نیست آشنایی کمی با این کامپیوتر مینیاتوری و طرز کار آن داشته باشیم. میکروکنترلر را برای کنترل یک تابع یکتا درون یک دستگاه تعبیه می کنند. به کمک میکروکنترلر می توان داده های ورودی و خروجی را تفسیر نمود. اطلاعات ورودی در حافظه میکروکنترلر ذخیره سازی می شوند. این حافظه دقیقا همان جایی است که پردازنده به آن دسترسی دارد. با استفاده از دستورالعمل های ذخیره شده در حافظه، داده های ورودی در میکروکنترلر رمزگشایی می شوند.
از میکروکنترلر در طیف وسیعی از تجهیزات استفاده می شود. از تجهیزات صنعتی در کارخانه ها گرفته تا تجهیزات خانه هوشمند و لوازم خانگی و تجهیزات پزشکی. دستگاه هایی که درون یک سیستم بزرگ قرار دارند با استفاده از میکروکنترلرهای متعدد و سینک شده، کنترل امور را به دست می گیرند. به عنوان مثال درون یک خودرو ممکن است چندین میکروکنترلر وجود داشته باشد. از سیستم ترمز ضد قفل گرفته تا سیستم تعلیق و سیستم تزریق سوخت همگی به میکروکنترلر مجهز شده اند.
این میکروکنترلرها با یکدیگر در ارتباط هستند و داده ها را برای انجام وظایف از پیش تعیین شده پردازش می کنند. حالی که با طرز کار میکروکنترلر آشنا شدید، اجازه دهید شما را با انواع آن ها آشنا سازیم.
خدمات پیشنهادی مرتبط
میکروکنترلرها در دروس رشته های برق، کامپیوتر، مهندسی پزشکی و برخی رشته های دیگر بسیار کاربرد دارد. تیم ما خدمات مربوط به میکروکنترلر و سایر پروژه های مورد نیاز این رشته ها را از صفر تا 100 ارائه می‌دهد. از جمله این خدمات عبارتند از:
انواع میکروکنترلرها
میکروکنترلرها خانواده بزرگی هستند که تنوع بالایی را شامل می شوند. با این حال لیست زیر شامل مهمترین انواع میکروکنترلرها می شود:
- میکروکنترلر ARM
- میکروکنترلر PIC
- میکروکنترلر AVR
- میکروکنترلر 8051
این میکروکنترلر ها توسط کمپانی هایی مانند INTEL، Atmel، Dallas، Phillips و Siemens تولید و به بازار عرضه می شوند.
میکروکنترلر AVR
معروف ترین و مشهور ترین نوع میکروکنترلر به ویژه در کشور ایران، میکروکنترلر AVR است. این میکروکنترلر تولید کمپانی ATMEL بوده و به رغم قدرت گرفتن میکروکنترلرهای ARM همچنان مورد استفاده هستند. بسیاری از مهندسین الکترونیک هنوز هم که هنوز است از میکروکنترلر AVR استفاده می کنند. میکروکنترلر AVR عموما در پروژه های ساده استفاده می شود.
به عنوان مثال در طراحی زنگ خطر می توان از این میکروکنترلر استفاده کرد. زمانی که نیازهای پروژه پیچیده شود و حساسیت پروژه بالا رود، دیگر استفاده از میکروکنترلر AVR مجاز نیست. در تولید میکروکنترلر AVR از معماری RISK و CISK استفاده شده است.
اگر نیاز به کمک در زمینه پروژه های AVR دارید، می‌توانید روی ما حساب کنید. تیم ما انجام پروژه AVR شما را با کیفیت بالا و قیمت مناسب انجام می‌دهد.
سایر خدمات مرتبط
حال که در حال مطالعه مطلب در مورد میکروکنترلرها هستید، به احتمال زیاد به خدمات زیر هم نیاز پیدا می‌کنید:
میکروکنترلر ARM
میکروکنترلر ARM با معماری RISC از نوع میکروکنترلرهای 32 بیتی است و در تجهیزاتی که نیاز به استفاده مجزا از CPU ندارند استفاده می شود. از جمله این تجهیزات می توان به دوربین فیلمبرداری، ریموت کنترل تلویزیون و مودم و فلش مموری اشاره کرد. این میکروکنترلر در تبلت، گوشی همراه و لپتاپ و ساعت های هوشمند نیز کاربرد دارد. زبان برنامه نویسی میکروکنترلر ARM زبان های سطح بالا مانند C می باشد.
میکروکنترلر 8051
میکروکنترلر در دسته میکروکنترلرهای 8 بیتی قرار دارد که در سال 1981 توسط کمپانی اینتل راه اندازی و معرفی شد. میکروکنترلرهای 8051 را می توان در دسته پر کاربردترین نوع از میکروکنترلرهایی قرار داد که با توسعه تکنولوژی و فناوری نمونه های جدیدی از آن ها وارد بازار شوند. دو عضو مهم از خانواده میکروکنترلر 8051 را می توان میکروکنترلر 8052 و میکروکنترلر 8031 دانست.
میکروکنترلر 8052 شامل تمام ویژگی های میکروکنترلر 8051 می شود با این تفاوت که از سه تایمر و حافظه RAM 256 بهره مند است. میکروکنترلر 8031 نیز دارای حافظه ROM کمتری می باشد و در سایر ویژگی ها مشابه میکروکنترلر 8051 است. از میکروکنترلر 8051 در پروژه های مدیریت انرژی، طراحی و تولید پنل های لمسی و تجهیزات خودرو و تجهیزات سلامتی استفاده می شود. این میکروکنترلر دارای زبان برنامه نویسی اسمبلی بوده و قابلیت برنامه نویسی با زبان C را نیز دارد.
اگر دانشجوی برق یا کامپیوتر هستید، علاوه بر میکروکنترلر، خدمات زیر هم برای شما کارآمد هستند:
میکروکنترلر PIC
میکروکنترلر PIC در واقع یک رابط جانبی است که تکنولوژی ساخت آن تکنولوژی میکروالکترونیک می باشد. اسم اصلی این میکروکنترلر، Peripheral Interface Controller است و دسترسی گسترده ای به آن وجود دارد.
هزینه این میکروکنترلر اقتصادی است و به دلیل بهره مندی از قابلیت برنامه نویسی سریال، مورد محبوبیت برنامه نویسان قرار دارد. از میکروکنترلر PIC در گوشی های هوشمند، بازی های رایانه ای، اسباب بازی ها و تجهیزات پزشکی استفاده می شود. این میکروکنترلر قابلیت راه اندازی با زبان های برنامه نویسی سطح بالا را دارد و می توان از زبان پاسکال و بیسیک نیز برای آن استفاده کرد.
انواع میکروکنترلر از لحاظ ساختار حافظه
اگر قرار باشد انواع میکروکنترلر را بر اساس ساختار حافظه دسته بندی کنیم، باید به میکروکنترلرهای Harvard و میکروکنترلرهای Princeton اشاره داشته باشیم. اما تفاوت این دو نوع میکروکنترلر در چیست؟ در میکروکنترلر با معماری هاروارد، یک واحد میکروکنترلر فضای آدرس مجزایی برای برنامه و حافظه ارائه می دهد. این در حالی است که میکروکنترلر با معماری پرینستون دارای آدرس حافظه مشترک برای حافظه برنامه و حافظه داده است.
انواع میکروکنترلر از لحاظ مجموعه دستورالعمل ها
انواع میکروکنترلر از لحاظ مجموعه دستورالعمل ها به دو نوع RISC و CISC تقسیم بندی می شوند. CISK شامل مجموعه ای از دستورالعمل های پیچیده می شود که کاربر را قادر می سازد تا یک دستورالعمل را جایگزین چند دستورالعمل نماید. این در حالی است که در RISC دستورالعمل ها به جای کوتاه شدن در زمان کمتری اجرا می شوند.
انواع میکروکنترلر از لحاظ زبان برنامه نویسی
می توان انواع میکروکنترلرها را از لحاظ زبان برنامه نویسی دسته بندی نمود. میکروکنترلرها فقط قادر به درک داده های دیجتال هستند و به همین دلیل تنها راه صحبت کردن با آن ها کدنویسی صفر و یک است. برای برنامه نویسی میکروکنترلرها اغلب از زبان های برنامه نویسی Basic، Java، Assembly، C و C++ استفاده می شود.
با این حال اگر می خواهید در زمینه برنامه نویسی میکروکنترلرها قوی شوید، بهتر است در کدنویسی زبان C مهارت بالایی کسب کنید. کامپایلرهای مختلفی وجود دارند که زبان برنامه نویسی را به زبان ماشین در میکروکنترلر تبدیل می کنند. از مهمترین کامپایلرهای معروف می توان به Code vision AVR، Bascom AVR و Atmel Studio اشاره کرد.
کلام پایانی
از انواع میکروکنترلرها در کاربردهای سلامتی، پزشکی، صنعتی، فضایی، لوازم خانگی، سیستم روشنایی، سیستم ایمنی و ضد حریق و دستگاه های کنترل فرآیند استفاده می شود. میکروکنترلرها را می توان به طور کلی در خانواده های AVR، PIC، ARM و 8051 قرار داد.
این میکروکنترلرها از لحاظ معماری، اندازه بیت، تعداد پین های آنالوگ و دیجیتال، حافظه، سرعت و عملکرد و قیمت با یکدیگر متفاوت هستند. بنابراین به عهده مهندسان الکترونیک است که بتوانند با درایت تمام بهترین نوع از میکروکنترلر را برای امور طراحی و تولید انتخاب کنند.