6. Микроконтроллеры

6.1. Определение микроконтроллера

В микропроцессорной технике выделяется самый большой класс больших интегральных схем (БИС) - однокристальные микроЭВМ (ОМЭВМ). Их архитектура является результатом эволюции архитектуры микропроцессоров и микропроцессорных систем, обусловленной стремлением существенно снизить их аппаратные затраты и стоимость.

ОМЭВМ представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде одной БИС и включающие в себя все устройства, необходимые для реализации цифровых систем управления минимальной конфигурации: процессор, запоминающее устройство данных, запоминающее устройство команд, внутренний генератор тактовых сигналов, а также программируемую интегральную схему для связи с внешней средой.

В некоторых публикациях ОМЭВМ называют "микроконтроллерами". Обосновано это тем обстоятельством, что такие микросхемы имеют незначительную емкость памяти, физическое и логическое разделение памяти программ ПЗУ и памяти данных ОЗУ, упрощенную и ориентированную на задачи управления систему команд и данных, т.е. такие ОМЭВМ предназначены не для решения задач обработки данных, а для решения задач управления и регулирования в приборах, устройствах и системах автоматизации.

Микроконтроллеры - это первая ступень на пути, который прошли информационные технологии до современных суперкомпьютеров, но и эти маленькие кристаллы могут многое. К микроконтроллерам и однокристальным микро-ЭВМ относят сегодня те первые процессоры, на основе которых создавались первые персональные компьютеры. Уменьшившись с течением времени в размерах и приобретя функциональное многообразие, эти процессоры в новом качестве служат целям обработки информации и управления.

Микроконтроллеры используются для прокрутки кассеты в магнитофоне, выбирают дорожку на компакт-диске, поддерживают температуру в холодильнике и т.д.

Использование однокристальных микроконтроллеров позволяет разработчику устройства воплотить найденное решение конкретной, специфической задачи при минимальных затратах по стоимости и размерам. Типичной для микроконтроллеров является ситуация, когда на обслуживание микросхемы отведена ничтожная доля выводов, тогда как основная масса используется непосредственно для нужд задачи - ввода, сбора информации и вывода - управления.

Быстрое развитие и распространение однокристальных микроконтроллеров обусловлено их универсальностью и низкой стоимостью. Современные микроконтроллеры обладают всеми ресурсами для решения задач управления, при этом производятся в таком разнообразии, что могут удовлетворить любые потребности. Сейчас они являются средством реализации блочного подхода к построению устройств электронной техники.

Сегодня информационные технологии невозможно представить без микропроцессорного управления. Научные знания, которые содержат информацию о процессах, явлениях и объектах имеют определённый источник. Это сигналы датчиков, преобразованные в цифровую форму и обрабатываемые микроконтроллерами для того, чтобы передать их для накопления и анализа в компьютеры исследовательских центров.

Вот краткий перечень изделий, построенных на базе микроконтроллеров:

Микро-АТС, автоответчики, АОНы, мобильные телефоны, зарядные устройства, факсы, модемы, пейджеры, таймеры, системы сигнализации, измерительные приборы, счетчики воды, газа и электроэнергии, дозиметры, приборы авто сигнализации, системы управления зажиганием и впрыском топлива, приборные панели и радарные детекторы, интеллектуальные датчики, системы управления электродвигателями, промышленные роботы, регуляторы температуры, влажности, давления и т. д., схемы управления принтерами и плоттерами, сетевые контроллеры, сканеры, схемы управления аудиосистемами, системы синтеза речевых сообщений, видеоигры, системы дистанционного управления, кассовые аппараты и т. д.