Микроконтроллер, или сокращенно MCU, представляет собой компьютерное устройство, которое находится на микросхеме интегральной схемы. Микроконтроллеры — это не компьютеры в том смысле, что они действуют как ноутбук или игровой компьютер. Он содержит один или несколько центральных процессоров, память и разъемы ввода-вывода, но не похож на операционную систему или пользовательский интерфейс.
Их основными элементами взаимодействия являются переключатели, светодиоды или датчики. Они ограничены в программах, которые они могут запускать, пропорционально их встроенной памяти — подключать дополнительную память дорого и неэффективно, поэтому все, что она должна делать, должно умещаться в памяти, доступной для чипа. Микроконтроллеры используются для встроенных приложений, а не для использования в компьютере. Это означает, что они служат определенной, индивидуальной цели в рамках более комплексной онлайн-системы.
совет: Сравните функцию микроконтроллера с функцией шестерни в машине. Вместо того, чтобы быть непосредственно на кончиках пальцев пользователя, он незаметно достигает своей цели, обеспечивая бесперебойную работу системы.
Микроконтроллеры похожи на SoC или систему на кристалле. SoC несколько сложнее, но они могут появляться вместе — SoC, например, может управлять внешними микроконтроллерами, подключенными через материнскую плату. В отличие от микроконтроллеров, SoC обычно имеют некоторую форму графического процессора и средства сетевой связи ( Как интерфейс Wi-Fi ) прикрепил.
Микроконтроллеры в реальном мире
Одной из их отличительных особенностей является то, что к ним нельзя получить прямой доступ, но они автоматически контролируются в более крупных системах. Его можно найти в бортовом компьютере автомобиля, в электроинструментах и даже в медицинских приборах. Микроконтроллеры могут различаться по размеру, но имеют небольшие размеры, что позволяет использовать их в небольших устройствах.
Они также могут быть сконструированы таким образом, что потребляют невероятно мало энергии — во время простоя или ожидания ввода; Можно создавать микроконтроллеры, которые потребляют меньше нанометра в минуту, что эквивалентно миллиарду ватт. Хотя не все могут быть такими эффективными, многие из них потребляют доли ватта. Это делает его идеально подходящим для устройств с ограниченным зарядом батареи.
История микроконтроллера
Первый микроконтроллер был создан в 1971 году, хотя первый коммерчески доступный микроконтроллер появился только в 1974 году. Имеет более четкие настройки, чем современные, и разработан специально для встраиваемых систем. Особенно подхватили технологию японские производители и начали делать ее для автомобилей. Они находят применение в автомобильных развлечениях, автоматических или сенсорных стеклоочистителях, электронных замках, приборных панелях и элементах управления двигателем.
совет: Современный автомобиль среднего класса, вероятно, будет иметь около 30 различных микроконтроллеров. Вы также можете найти некоторые из них в стиральных машинах, духовках, телефонах и системах внутренней связи.
Ранние модели были очень ограничены в том, насколько легко их можно было стереть и перезаписать, и их также было непросто изготовить. С тех пор это уже не проблема — с 1993 года, когда в микроконтроллеры был встроен новый тип памяти, делать ее стало намного дешевле. Производство большинства моделей будет стоить всего несколько центов, а продажа будет стоить около доллара, в зависимости от деталей.
В настоящее время микроконтроллеры также используются вне пользовательских встроенных систем — они популярны среди инженеров-любителей, которым нравится возиться с ними. У некоторых конкретных моделей даже есть целые онлайн-сообщества, посвященные им и их потенциальному использованию.
Заключение
Микроконтроллер — это небольшой процессор. Обычно они используются для управления чем-то конкретным, например, активацией дворников при обнаружении воды. Обычно они полностью автоматизированы и не требуют дистанционного управления с помощью процессора общего назначения, хотя могут передавать некоторые простые данные телеметрии. Как следует из названия, микроконтроллеры, как правило, физически малы.
Они также имеют небольшую потребляемую мощность и низкую цену. В то время как ранние модели, как правило, были привязаны к своей конкретной функции, современные микроконтроллеры обычно можно перепрограммировать, хотя часто требуется специальное оборудование. Эта программируемость позволяет сообществу, которому нравится возиться с ним и использовать его необычными способами.