Applicazioni per microcontrollori

A causa del fatto che gli attuali microcontrollori hanno una potenza di calcolo sufficientemente elevata, che consente a un solo piccolo microcircuito di implementare un dispositivo completamente funzionale con dimensioni ridotte, inoltre, con un basso consumo energetico, il prezzo dei dispositivi completati direttamente sta diventando sempre più basso .

Per questo motivo, i microcontrollori possono essere trovati ovunque nelle unità elettroniche di dispositivi completamente diversi: sulle schede madri dei computer, nei controller di unità DVD, unità disco rigido e a stato solido, nelle calcolatrici, nei pannelli di controllo di lavatrici, forni a microonde, telefoni, aspirapolvere detergenti, lavastoviglie, robot domestici per interni, relè programmabili e PLC, nei moduli di controllo della macchina, ecc.

In un modo o nell'altro, praticamente nessun dispositivo elettronico moderno oggi può fare a meno di almeno un microcontrollore al suo interno.

Sebbene i microprocessori a 8 bit siano un ricordo del passato, i microcontrollori a 8 bit sono ancora ampiamente utilizzati oggi. Esistono molte applicazioni in cui non sono richieste prestazioni elevate, ma il fattore critico è il basso costo del prodotto finale.Naturalmente esistono microcontrollori più potenti in grado di elaborare grandi flussi di dati in tempo reale (video e audio, per esempio).

Ecco un breve elenco di periferiche per microcontrollore da cui è possibile trarre conclusioni sulle possibili aree e aree disponibili di applicabilità di questi piccoli chip:

• porte digitali universali configurate per ingresso o uscita;

• varie interfacce I/O: UART, SPI, I? C, PUÒ, IEEE 1394, USB, Ethernet;

• convertitori digitale-analogico e analogico-digitale;

• comparatori;

• modulatori di larghezza di impulso (controllore PWM);

• timer;

• controller per motori brushless (e passo-passo);

• controller per tastiera e display;

• trasmettitori e ricevitori di radiofrequenze;

• array integrati con memoria flash;

• timer watchdog integrato e generatore di clock.

Come hai già capito, un microcontrollore è un piccolo microcircuito su cui è montato un piccolo computer. Ciò significa che all'interno di un piccolo chip c'è un processore, ROM, RAM e periferiche in grado di interagire sia tra loro che con componenti esterni, è sufficiente caricare il programma nel microcircuito.

Il programma garantirà il funzionamento del microcontrollore come previsto: sarà in grado, secondo l'algoritmo corretto, di controllare l'elettronica circostante (in particolare: elettrodomestici, auto, centrale nucleare, robot, inseguitore solare, ecc.).

La frequenza di clock di un microcontrollore (o velocità del bus) riflette quanti calcoli il microcontrollore può eseguire in un'unità di tempo. Pertanto, le prestazioni del microcontrollore e la potenza da esso consumata aumentano all'aumentare della velocità del bus.

Le prestazioni di un microcontrollore sono misurate in milioni di istruzioni al secondo - MIPS (Million Instructions per Second). Pertanto, il popolare controller Atmega8, eseguendo un'istruzione completa per ciclo di clock, raggiunge una prestazione di 1 MIPS per MHz.

Allo stesso tempo, i moderni microcontrollori di famiglie diverse sono così versatili che lo stesso controller, riprogrammato, può controllare dispositivi completamente diversi. È impossibile limitarsi a un'area.

Un esempio di tale controller universale è lo stesso Atmega8, su cui si montano: timer, orologi, multimetri, indicatori domotici, driver per motori passo-passo eccetera.

Tra i famosi produttori di microcontrollori notiamo: Atmel, Hitachi, Intel, Infineon Technologies, Microchip, Motorola, Philips, Texas Instruments.

I microcontrollori sono classificati principalmente in base alla testimonianza dei dati elaborati dal dispositivo logico-aritmetico del controller: 4, 8, 16, 32, 64 — bit. E 8 bit, come notato sopra, ha una quota di mercato significativa (circa il 50% in valore). Poi vengono i microcontrollori a 16 bit, quindi i controller DSP utilizzati per l'elaborazione del segnale (entrambi rappresentano il 20% del mercato).