در حال بارگذاری
میکروکنترلر یک مدار مجتمع قابل برنامه‌ریزی است که معمولاً پردازنده، حافظه و تعدادی واحد ورودی و خروجی را در یک تراشه ترکیب می‌کند. این قطعه می‌تواند اطلاعات دریافتی از حسگرها را پردازش کند و بر اساس برنامه ذخیره‌شده، فرمان‌های لازم را به بخش‌های دیگر دستگاه ارسال کند.
میکروکنترلرها در تجهیزات متنوعی مانند لوازم خانگی، دستگاه‌های اندازه‌گیری، سیستم‌های کنترل صنعتی، تجهیزات هوشمند، ابزارهای پزشکی و پروژه‌های آموزشی استفاده می‌شوند. اندازه کوچک، مصرف انرژی قابل مدیریت و قابلیت برنامه‌ریزی، از دلایل اصلی استفاده گسترده از آن‌هاست.
پردازنده یا CPU دستورهای برنامه را اجرا می‌کند و عملیات منطقی و محاسباتی موردنیاز سیستم را انجام می‌دهد. معماری پردازنده، سرعت کاری و امکانات داخلی آن از عواملی هستند که بر عملکرد میکروکنترلر تأثیر می‌گذارند.
میکروکنترلرها معمولاً از چند نوع حافظه استفاده می‌کنند. حافظه Flash برای نگهداری برنامه، حافظه RAM برای داده‌های موقت و حافظه‌های غیر‌فرار دیگر برای ذخیره برخی اطلاعات کاربرد دارند. ظرفیت حافظه باید با حجم برنامه و نیازهای پروژه هماهنگ باشد.
پایه‌های ورودی و خروجی یا GPIO امکان ارتباط میکروکنترلر با قطعات خارجی را فراهم می‌کنند. این پایه‌ها می‌توانند برای خواندن وضعیت کلیدها، کنترل LEDها و ارسال یا دریافت سیگنال‌های دیجیتال استفاده شوند. با این حال، محدودیت جریان و ولتاژ پایه‌ها باید رعایت شود و برای کنترل بارهای بزرگ‌تر معمولاً به مدار واسط نیاز است.
بسیاری از میکروکنترلرها به امکاناتی مانند تایمر، شمارنده، مبدل آنالوگ به دیجیتال و رابط‌های ارتباطی نظیر UART، SPI و I2C مجهز هستند. وجود این امکانات می‌تواند طراحی مدار را ساده‌تر کند و نیاز به قطعات جانبی را کاهش دهد.
میکروکنترلرها بر اساس معماری پردازنده، توان پردازشی، مصرف انرژی، حافظه و امکانات جانبی در گروه‌های مختلفی قرار می‌گیرند.
میکروکنترلرهای AVR در پروژه‌های آموزشی و بسیاری از کاربردهای کنترلی ساده شناخته شده‌اند. خانواده‌های مبتنی بر ARM Cortex-M نیز در طیف گسترده‌ای از تجهیزات صنعتی، ابزارهای اندازه‌گیری و سیستم‌های تعبیه‌شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی خانواده‌ها نیز امکانات ارتباطی ویژه‌ای دارند که برای پروژه‌های متصل به شبکه یا تجهیزات هوشمند مناسب هستند.
انتخاب یک خانواده خاص نباید صرفاً بر اساس محبوبیت آن انجام شود. سازگاری با نرم‌افزار توسعه، در دسترس بودن ابزارهای برنامه‌نویسی، هزینه قطعات و نیازهای پروژه نیز اهمیت دارند.
میکروکنترلرها می‌توانند بخش مهمی از فرایند کنترل خودکار را بر عهده بگیرند. برای مثال، در یک سیستم کنترل دما، اطلاعات حسگر دریافت و پردازش می‌شود و سپس بر اساس مقدار اندازه‌گیری‌شده، فرمان روشن یا خاموش شدن تجهیزات صادر می‌شود.
در سیستم‌های صنعتی، این قطعات برای شمارش، اندازه‌گیری، کنترل سرعت، مدیریت ورودی‌ها و خروجی‌ها و برقراری ارتباط میان بخش‌های مختلف استفاده می‌شوند. در محصولات خانگی نیز بسیاری از عملکردهای هوشمند، زمان‌بندی‌ها و تنظیمات دستگاه به کمک میکروکنترلر انجام می‌شوند.
برای انتخاب میکروکنترلر، ابتدا باید نیازهای پروژه مشخص شوند. تعداد پایه‌های ورودی و خروجی، میزان حافظه، سرعت پردازش و نوع ارتباطات موردنیاز از مهم‌ترین معیارها هستند.
همچنین باید به ولتاژ کاری، مصرف انرژی، محدوده دمایی، نوع بسته‌بندی و امکان تهیه قطعه توجه کرد. اگر قرار است دستگاه در محیط صنعتی کار کند، مقاومت در برابر شرایط محیطی و دسترسی به نسخه‌های مناسب صنعتی نیز اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
بررسی دیتاشیت رسمی و مستندات سازنده، بهترین راه برای اطمینان از سازگاری میکروکنترلر با طراحی موردنظر است. پیش از نهایی کردن انتخاب، بهتر است امکانات موردنیاز پروژه با قابلیت‌های واقعی تراشه مقایسه شوند.
میکروکنترلرها بخش مهمی از فناوری تجهیزات هوشمند و سیستم‌های کنترلی امروزی هستند. انتخاب صحیح آن‌ها به شناخت امکانات سخت‌افزاری، نیازهای نرم‌افزاری و شرایط کاری پروژه بستگی دارد. بررسی دقیق مشخصات فنی، علاوه بر جلوگیری از انتخاب نادرست، می‌تواند هزینه طراحی و توسعه محصول را نیز کاهش دهد.
