Co je to mikrokontrolér?

V tomto článku si objasníme pojem mikrokontrolér, jinak též označovaný jako jednočipový počítač, a ukážeme si tři zástupce.

Rozdíl mezi mikrokontrolérem a mikroprocesorem

Mikrokontrolér je jednočipový počítač, který můžeme různě naprogramovat. Používá CPU (central processing unit), RAM (random acces memory), ROM (read only memory) a I/O (vstupy a výstupy) mikroprocesoru – vše integrované v jednom čipu.

Mikroprocesor má CPU v jednom čipu, zatímco RAM, ROM a I/O jsou zvlášť.

Obr. 1: Na diagramu můžete vidět, že CPU je také mikroprocesor.

Použití

Mikrokontroléry se používají v různých zařízeních kolem nás. Například v televizi, v klimatizaci a v moderních autech.

Mikrokontroléry přijmou informaci, zpracují ji a přesně vypracují námi požadovaný výstup.

Funkce

Mikrokontrolér si můžete představit jako malý počítač nebo mozek. Pro srovnání se můžete podívat na obrázek níže. Mikrokontrolér pracuje stejně jako nervový systém v našem těle. Nervové receptory posílají informaci do míchy, která jí přenese do mozku. Mozek informaci zpracuje a přikáže svalům udělat odpovídající reakci.

Obr. 2: Lidský nervový systém

Mikrokontrolér může být naprogramovaný k vykonávaní specifických úkolů. Po naprogramování si mikrokontrolér uloží program do paměti a už nemusí být připojen k počítači. Na vstupu dostane informaci a odpovídá podle toho, jaký program má uložený v paměti (viz obr. 3).

Obr. 3: Funkce mikrokontroléru

Blokový diagram

Obr. 4: Blokový diagram mikrokontroléru
ČástFunkce
CPUDostává informace a instrukce, podle kterých zprocesuje vstupy a výstupy
RAM a ROMPaměťový prostor pro ukládání a vykonávání instrukcí.
Paralelní I/O obvodyPřipojení k vstupním a výstupním periferiím jako např. LED, motory a senzory.
Existují dva typy vstupních a výstupních signálů: analogové a digitální.
Časový obvodPoužívá se k úpravě časování vnitřního obvodu mikrokontroléru.
Časový krystalVytváří konstantní frekvenci jako referenci pro časový obvod.
ZdrojPřivádí napětí do mikrokontroléru.

Schématický diagram

Obr. 5: Schématický diagram mikrokontroléru

Zástupci

Arduino UNO

Arduino je otevřená elektronická platforma založená na jednoduše použitelném hardwaru a softwaru. Jedná se o malý jednodeskový mikropočítač, který byl vytvořen pro podporu výuky informatiky ve školách. Studenti pak mohou díky praktickým ukázkám snáze pochopit základní principy elektroniky.

Deska Arduino UNO 🛒 je založena na čipu ATmega328P. Má 14 digitálních vstupních / výstupních pinů (6 z nich můžete využívat jako výstupy pro pulsně šířkovou modulaci), 6 analogových vstupů, frekvenci 16MHz, USB 2.0, napájecí jack, ICSP header a resetovací tlačítko.

Maker UNO

Maker UNO 🛒 je programovatelný mikropočítač od firmy Cytron z Malajsie srovnatelný s Arduino UNO. I když stojí podstatně méně, pravděpodobně si s ním užijete víc zábavy. Oproti Arduinu má Maker navíc 12 programovatelných LED diod, bzučák a programovatelné tlačítko, což výrazně zefektivňuje výuku a usnadňuje prototypování.

Spresense

Spresense 🛒 je značka, se kterou se do světa jednodeskových počítačů vydává společnost SONY. Spresense je kompaktní vývojová deska založená na výkonném multicore mikrokontroléru CXD5602. Spresense umožňuje vývojářům vytvářet aplikace ve velmi krátkém čase a má podporu i v Arduino IDE, stejně jako pokročilejším SDK NuttX. Součástí desky je integrovaná GPS. Spresense dále nabízí 192kHz/24 bit audio kodek a zesilovač pro audio výstup a podporu až 8 mikrofonních vstupních kanálů.

Sady
Zdroje
Licence

Jeden komentář u “Co je to mikrokontrolér?

Napsat komentář