Microcontroller-toepassingen

Vanwege het feit dat de huidige microcontrollers een voldoende hoge rekenkracht hebben, waardoor slechts één kleine microschakeling een volledig functioneel apparaat met een klein formaat kan implementeren, bovendien met een laag stroomverbruik, wordt de prijs van direct voltooide apparaten steeds lager .

Om deze reden zijn microcontrollers overal te vinden in elektronische eenheden van totaal verschillende apparaten: op computermoederborden, in controllers van dvd-drives, harde en solid-state drives, in rekenmachines, op bedieningspanelen van wasmachines, magnetrons, telefoons, stofzuigers schoonmakers, vaatwassers, huishoudelijke robots voor binnenshuis, programmeerbare relais en PLC's, in de machinebesturingsmodules, enz.

Op de een of andere manier kan praktisch geen enkel modern elektronisch apparaat tegenwoordig zonder minstens één microcontroller erin.

Hoewel 8-bits microprocessors tot het verleden behoren, worden 8-bits microcontrollers tegenwoordig nog steeds veel gebruikt. Er zijn veel toepassingen waarbij hoge prestaties helemaal niet vereist zijn, maar de kritieke factor zijn de lage kosten van het eindproduct.Natuurlijk zijn er krachtigere microcontrollers die in staat zijn om grote datastromen in realtime te verwerken (bijvoorbeeld video en audio).

Hier is een korte lijst met microcontroller-randapparatuur waaruit u conclusies kunt trekken over de mogelijke toepassingsgebieden en beschikbare toepassingsgebieden van deze kleine chips:

• universele digitale poorten geconfigureerd voor input of output;

• verschillende I/O-interfaces: UART, SPI, I? C, KAN, IEEE 1394, USB, Ethernet;

• digitaal-naar-analoog en analoog-naar-digitaal omzetters;

• vergelijkers;

• pulsbreedtemodulatoren (PWM-controller);

• timers;

• borstelloze (en stappen) motorcontrollers;

• toetsenbord- en beeldschermcontrollers;

• radiofrequentiezenders en -ontvangers;

• ingebouwde arrays met flashgeheugen;

• ingebouwde watchdog-timer en klokgenerator.

Zoals je al hebt begrepen, is een microcontroller een kleine microschakeling waarop een kleine computer is gemonteerd. Dit betekent dat er in een kleine chip een processor, ROM, RAM en randapparatuur zit die zowel met elkaar als met externe componenten kunnen communiceren, je hoeft alleen maar het programma in de microschakeling te laden.

Het programma zorgt voor de werking van de microcontroller zoals bedoeld - het zal in staat zijn om, volgens het juiste algoritme, de omringende elektronica te besturen (met name: huishoudelijke apparaten, auto, kerncentrale, robot, zonnevolger, enz.).

De klokfrequentie (of bussnelheid) van een microcontroller geeft weer hoeveel berekeningen de microcontroller in een tijdseenheid kan uitvoeren. De prestaties van de microcontroller en het daardoor verbruikte vermogen nemen dus toe naarmate de bussnelheid toeneemt.

De prestaties van een microcontroller worden gemeten in miljoenen instructies per seconde — MIPS (Million Instructions per Second). Zo bereikt de populaire Atmega8-controller, die één volledige instructie per klokcyclus uitvoert, een prestatie van 1 MIPS per MHz.

Tegelijkertijd zijn moderne microcontrollers uit verschillende families zo veelzijdig dat dezelfde controller, geherprogrammeerd, totaal verschillende apparaten kan aansturen. Het is onmogelijk om je te beperken tot één gebied.

Een voorbeeld van zo'n universele controller is dezelfde Atmega8, waarop ze monteren: timers, klokken, multimeters, domotica-indicatoren, stappenmotor stuurprogramma's enz.

Onder de populaire fabrikanten van microcontrollers merken we op: Atmel, Hitachi, Intel, Infineon Technologies, Microchip, Motorola, Philips, Texas Instruments.

Microcontrollers worden voornamelijk geclassificeerd op basis van de bitheid van de gegevens die het rekenkundig-logische apparaat van de controller verwerkt: 4, 8, 16, 32, 64 - bits. En 8-bit heeft, zoals hierboven vermeld, een aanzienlijk marktaandeel (ongeveer 50% in waarde). Vervolgens komen 16-bits microcontrollers en vervolgens DSP-controllers die worden gebruikt voor signaalverwerking (beide goed voor 20% van de markt).