سیر تکاملی میکروکنترلر

مجموعه: مقالات مهندسي > مهندسی برق و الکتریک | کلمات کلیدی : سیر+تکاملی+میکروکنترلر+

سیر تکاملی میکروکنترلر

اولین میكرو كنترلرها در اواسط دهه 1970 ساخته شدند. این میكرو كنترلرها
در ابتدا پردازنده های ماشین حساب بودند كه دارای حافظه برنامه كوچكی از نوع ROM ،
حافظه داده از نوع RAM و تعدادی درگاه ورودی/خروجی بودند.

با توسعه فناوری سیلیكون ، میكرو كنترلرهای 8 بیتی قویتری ساخته شدند.
در این میكرو كنترلرها علاوه بر بهینه شدن دستورالعمل ها، تایمر/شمارنده روی تراشه،
امكانات وقفه و كنترل بهینه شده خطوط I/O نیز به آنها اضافه شده است.

حافظه موجود بر روی تراشه هنوز هم محدود می باشد و در بسیاری موارد كافی
نیست. یكی از پیشرفتهای قابل توجه در آن زمان، قابلیت استفاده از حافظه EPROM قابل
پاك شدن با اشعه ماورا بنفش، روی تراشه بود. این قابلیت، زمان طراحی و پیاده سازی
سخت افزار را بطور محسوسی كاهش داد و نیز برای اولین بار امكان استفاده از میكرو
كنترلر ها را در كاربردهایی كه حجم تولید پایینی دارند، فراهم ساخت.

خانواده8051 در اوایل دهه 198? توسط شركت اینتل معرفی گردید. از آن زمان
تاكنون 8051 یكی از محبوبترین میكرو كنترلرها بوده و بسیاری از شركتهای دیگر نیز به
تولید آن اقدام كرده اند. در حال حاضر مدل های مختلفی از 8051 وجود دارد كه در
بسیاری از آنها امكاناتی نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال حجم نسبتاً بزرگ از حافظه
برنامه و حافظه داده، مدولاتور عرض پالس (PWM) در خروجیها و حافظه فلش (Flash) كه
امكان پاك كردن و برنامه ریزی مجدد آن توسط سیگنالهای الكتریكی وجود دارد، تعبیه
شده است.

میكرو كنترلرها اكنون به سمت 16 بیتی شدن در حركت هستند. میكرو كنترلر
های 16 بیتی، پردازنده هایی با كارایی بالا
(نظیر پردازش سیگنالهای دیجیتال ) می باشند كه در كنترل فرایندهای بلادرنگ و در
مواردی كه حجم زیادی از عملیات محاسباتی مورد نیاز است، به كار برده می شوند.
بسیاری از میكرو كنترلرهای 16 بیتی، امكاناتی نظیر حجم زیاد حافظه برنامه و حافظه
داده، مبدل های آنالوگ به دیجیتال چند كانالی، تعداد زیادی درگاه I/O ، چندین درگاه
سریال، عملكردهای بسیار سریع ریاضی و منطقی و مجموعه دستورالعمل های بسیار قدرتمند
با قابلیت پردازش سیگنال را دارا می باشند.

نکته: تعدادی از میکروکنترلرهای خانواده ی 8051 که دارای حافظه ی Flash
هستند برای پروگرام شدن نیازی به پروگرامر ندارند و از طریق پورت موازی (پرینتر)
قابل پروگرام شدن هستند.

میکرو کنترلر در اصطلاح به ریز پردازنده هایی گفته می شود که بجز CPU
حداقل شامل سیستم های ورودی و خرو جی (I/o) حافظه و مدارات ارتباط با حافظه در داخل
تراشه اصلی هستند و نیازی به مدارات واسطه بیرونی جهت ارتباط با سیستم های جانبی را
ندارد. البته امکانات همه میکرو کنترلر ها هشابه و یکسان نمی باشد و برخی از میکرو
کنترلر ها علاوه بر امکانات فو ق العاده شامل مبدل های دیجیتال به آنالوگ و آنالوگ
به دیجیتال و یا حتی امکانات بیشتر و اختصاصی تر می باشند.

میکرو کنترلر MC68HC7058 ساخت شرکت MOTOROLA نمونه ای از میکرو کنترلر
های مدرن می باشد که امروزه در ساختمان مانیتور های پارس از آن استفاده شده است.
قلب این میکرو کنترلر را ریز پردازنده 6805 تشکیل می دهد و حافظه آن شامل 3.75 کیلو
بایت حافظه ROM جهت ذخیره کردن نرم افزار اجرایی و 256 بایت حافظه RAM جهت ذخیره
سازی مو قت می باشد.

نرم افزار ذخیره شده در حافظه این میکرو کنترلر تحت امتیاز شرکت هیوندای
کره جنوبی بوده و قابل دسترسی یا دخل و تصرف ننی باشد و فقط مختص 15 اینج مدل HL
-5870 می باشد. از و ضایف اصلی میک رو کنترلر می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- کنترل دکمه های جلوی مانیتور در صنعت ساخت

2- ایجاد ولتاژ های DC جهت کنترل قسمت های مختلف مدار

3-ارتباط با حامظه none volatile جهت ذخیره سازی و باز خوانی اطلاعات.

4- ارتباط با سیستم تغذیه جهت مدیریت توان مصرمی

5- ارتباط با سیستم مولد OSD

6- ارتباط با سیستم تنظیم گر خودکار

7- تنظیم اعو جاجات و تصحیح خطاها

8- مضناتیس جدایی

9- پردازش سیگنال های همزمانی

10- کنترل پیچش تصویر

تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر:

میکروپرسسور یک پردازنده است و برای کار با آن، باید چیپ های حافظه و
چیز های دیگری را به آن اضافه کرد این امکان به درد این میخورد که بر حسب کارمان
حافظه مناسب و دیگر قطعات را مانند تایمرها و غیره به صورت بیشتری استفاده کنیم ولی
مدار خیلی پیچیده میشود و از لحاظ هزینه هم هزینه بیشتر میشود به همین دلیل امروزه
از میکروپرسسورها کمتر استفاده میشود اما این روزها میکرو کنترلر های جدید با حافظه
های زیاد تعداد تایمر زیاد پورت های زیاد و تنوع بسیار زیاد آنها بر حسب این
امکانات دست ما را باز گذاشته است تا دیگر میکروپرسسورها را فراموش کنیم.

بنابراین در اکثر سیستم ها از میکرو کنترلرها استفاده خواهیم کرد مگر
سیستم هایی که نیاز به کنترل های پیچیده و قدرتهای بالا داشته باشد.

یک نمونه تجاری:

میکروکنترلر 8051

8051 اولین میکروکنترلری بود که توسط شرکت intel ساخته شد.اما بعدا
intel این امکان را به دیگر شرکت ها داد که این میکروکنترلر را تولید کنند و شرکت
هایی مانند ATMEL , PHILIPS،SIEMENS ، DALLAS و… به تولید این میکروکنترلر
پرداختند.

یکی از شرکت هایی که به صورت گسترده به تولید این تراشه پرداخت ATMEL
بود که مدل های مختلف میکروکنترلر ساخت.

اگربخواهیم به صورت کلی سیر پیشرفت این نوع میکروکنترلر رو در نظر
بگیریم اولین میکروکنترلر هایی که ساخته شد با جدیدترین میکروکنترلرهای 8051 که
الان تولید میشود با توجه به این پیشرفت شگفت در تمام زمینه ها که صنایع دیگر در
دنیا دارند پیشرفت زیادی ندارد به طور مثال AT89S5X که میکروکنترلر 8051 جدید ساخت
ATMEL است نسبت به مدل های اولیه 8051 پیشرفت آنچنانی ندارد. امکانات این میکرو
نسبت به AVR و PIC قابل مقایسه نیست . به صورتی که که همین مدل جدید 8051 تقریبا
حافظه ای برابر یک صدم (0.001 ) میکروکنترلر های AVR را دارد و سرعتش 4 برابر کمتر
از میکروکنترلر های PIC و 12 بار کمتر از میکروکنترلر های AVR است . از لحاظ
امکانات دیگر هم چنین ضعفی احساس میشود. اما برای کارهای ساده تر که پیچیدگی زیادی
در آن نباشد به خاطر قیمت بسیار پایینی که این میکروکنترلر دارد بسیار مناسب
است.

این میکرو کنترلر از زبان اسمبلی و C پشتیبانی میکند که زبان برنامه
نویسی اصلی آن اسمبلی است که واقعا نوشتن با این زبان برنامه نویسی نسبت به زبان
های برنامه نویسی دیگر هم مشکل تر و هم طولانی تر است. در کل این میکروکنترلر
امروزه دیگر توانای رقابت با AVR و PIC رو ندارد و امروزه رقابت اصلی بین این دو
میکروکنترلر است.

تمام میکروکنترلرهای بازار یکی این 5 تا هستنند:

1) 8051

2) Pic

3) Avr

4) 6811

5) Z8

منبع:www.smsm.ir

سیر تکاملی میکروکنترلر

کلمات کلیدی : سیر,تکاملی,میکروکنترلر,سیر تکاملی میکروکنترلر , مقالات مهندسي , مهندسی برق و الکتریک , کامپیوتر، مکانیک، برق، عمران، شیمی، پزشکی سیر+تکاملی+میکروکنترلر+

آخرین مطالب مشاهده شده توسط کاربران :