Что находится внутри микроконтроллера?

Изначально микроконтроллеры были придуманы с целью обеспечения связи между персональными компьютерами и электронными устройствами. В настоящее же время они далеко не ограничиваются этой функцией.

Перечислим основные составные части любого микроконтроллера.

  • Вычислительный блок (арифметико-логическое устройство): этот компьютер в миниатюре является сердцем каждого микроконтроллера. Конечно, встроенный в небольшой кристалл вычислительно-логический модуль далеко не столь мощный, как его настольный собрат, но ему и не нужны вес эти лошадиные силы. В то время как настольный компьютер должен одновременно выполнять сразу несколько задач — искать информацию в Интернете, рассчитывать электронные таблицы и вылавливать вирусы, типичный микроконтроллер обычно предназначен дтя решения какой-то одной задачи.
  • Энергонезависимая память: в микроконтроллере всегда есть энергонезависимая память, в которой хранятся программы. Эта память продолжает хранить данные даже после выключения питания. В момент включения батареи или другого источника данные, хранящиеся в микроконтроллере, снова становятся доступными.
  • Порты ввода-вывода: позволяют микроконтроллеру связываться с окружающим миром. С их помощью микроконтроллер управляет индикацией, двигателями, реле, переключателями, ЖКИ и даже другими микроконтроллерами. Эти входы и выходы обеспечивают весь обмен информацией для управления схемой при помощи микроконтроллера. Программа, внесенная в память устройства, может зажигать светоизлучающие диоды или управлять двигателем, реагировать на нажатие кнопки или на движение внутри охраняемой зоны.
  • Типичный пример деятельности микроконтроллера показан в схеме управления роботом из набора LEGO Mindstorms. Желтый кирпичик, изображенный на рис. 13.1, содержит миниатюрный кристалл микроконтроллера, который может выводить информацию на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), реагировать на переключение кнопок, другие воздействия и одновременно управлять сразу тремя независимыми моторчиками.

    Как и все остальные микроконтроллеры, встроенное в LEGO Mindstorms устройство также необходимо запрограммировать. Это делается с помощью специальных команд. Сначала их нужно написать на персональном компьютере, а затем передать на LEGO Mindstorms по инфракрасному порту (в отличие от общепринятого способа передачи по последовательному или USB-порту). После пересылки команд в микроконтроллер они остаются в энергонезависимой памяти устройства до тех пор, пока не будут заменены следующей программой. Миникомпьютер LEGO Mindstorms представляет собой яркий пример способности микроконтроллера выполнять самые различные функции путем замены одного лишь программного обеспечения. Достаточно изменить в программе всего только несколько строк, и робот LEGO Mindstorms сможет выполнять следующие функции.

  • Искать наиболее освещенное место в комнате, например, луч фонарика, и двигаться в его направлении.
  • Искать наиболее освещенное место в комнате, но двигаться в противоположном направлении.
  • Реагировать на показания сенсоров столкновения, закрепленных на его поверхности, и в том случае, если робот встретил препятствие, изменять направление движения.
  • Детектировать черную линию на белом фоне и следовать вдоль нее.
  • Роботы LEGO Mindstorms, как, например, один из вариантов, изображенный на рис. 13.2, могут также выполнять различные комбинации приведенных выше команд. Что касается показанного на рисунке небольшого робота, он может следовать за источником яркого света и уклоняться при встрече с препятствиями.

    Список возможностей даже такого простого микроконтроллера можно расширить практически до бесконечности. Для этого достаточно лишь написать новую программу и загрузить ее в память устройства — согласитесь, это куда быстрее, чем переделывать всю схему. Именно поэтому как радиолюбители, так и профессионалы по достоинству ценят микроконтроллеры.

    Оглавление>>







    © 2008 Электроника для начинающих | Programming V.Lasto | Povered by Nano-CMS | Designer S.Gordi