مدار های مجتمع هوشمند و قابل برنامه ریزی (میکروکنترلر ها و میکروپروسِسور ها) در برق- الکترونیک

پژوهشگر و نویسنده:  (  افشین رشید )


نکته: با وجود اینکه میکروکنترولرها (ریزکنترلگرها) و میکروپروسسورها ، ریزپردازنده ها را از نظر فنی و ساختاری در یک شاخه قرار میدهند ولی آنها در اجزاء و عملکرد با هم تفاوتهای عمده دارند.

 در ریز پردازنده ها فقط واحد پردازش به صورت مجزا به صورت یک آیسی IC (مدارمجتمع) وجود دارد که مدارهایی مانند RAM ،آنها در آیسی های مجزا به ریزپردازنده متصل میشوند و با ROM ،واحد ورودی/ خروجی، تایمرها تشکیل یک رایانه را میدهند. آنها همگی در ریزکنترلگر تمام واحد های یک رایانه، از جمله حافظه های RAM ،ROM ،تایمر ها به صورت فشرده و یکپارچه در درون یک آیسی به نام میکروکنترلر قرار میگیرند. امروزه استفاده از میکروکنترلر ها در دستگاه های تجاری برای کنترل عملکرد دستگاه های الکترونیکی خانگی مانند (تلویزیون، اجاق میکروویو oven Microwave) دستگاه کنترل از راه دور و ماشین لباسشویی بسیار متداول و مقرون به صرفه است. به همین دلیل میکروکنترلر را میکرو کامپیوتر هم مینامند.

چگونگی قرار گرفتن بخشهای مختلف میکروکنترلر مانند مبدل D/A ، counter/Timer ، ROM ، RAM و CPU در کنار هم  را معماری میکروکنترلر میگویند. معماری میکروکنترلر زمانی کامل است که اجزای آن روند مناسبی را برای اجرای دستور های موجود در آن دنبال کنند. هماهنگی و نظم در چیدمان اجزا میکروکنترلر، نقش  مؤثری در سرعت اجرای دستور های آن دارد. مثال سرعت اجرای دستور های میکروکنترلر های 8051 به میزان 12 برابر از میکروکنترلر های AVR کمتر است. علت این تفاوت در معماری این دو نوع میکروکنترلر است.پیشرفت فناوری در صنعت الکترونیک، و ارتباط آن با علم دیجیتال، سبب رشد چشمگیری در شکل گیری ساختار انواع خانواده میکروکنترلر ها شده است. کارخانه های مختلف  با توجه به  نیاز، انواع میکروکنترلر ها را تولید می کنند. محصول تولیدی آنها در پروژه های صنعتی، در بین متخصصین ، رواج بیشتری دارد. متداولترین میکروکنترلر ها خانواده های 8051 ، AVR ،  PIC و ARM  هستند.

بخشهای مختلف میکروکنترلر هرکدام برای کاربردی خاص در آن در نظر گرفته شده اند. یک طراح الکترونیک با توجه به نیازی که در پروژه دارد از بخشهای مختلف استفاده می کند. برای این منظور کافی است تنظیمات مورد نیاز در بخش مورد نظر را در حالت فعال قرار دهد. با انتخاب یک میکروکنترلر مناسب میتوانیم پروژه های الکترونیکی ساده را با صرفه جویی در تعداد آیسی مدار های دیجیتال اجرا کنیم. مزیت این روش سرعت بالای مدار و مقرون به صرفه بودن آن است.

نویسنده: دکتر (افشین رشید )