المايكروكنترلر :
المتحكم الصغري أو المايكروكنترلر هو في الواقع كمبيوتر صغيرمصمم خصيصا ليقوم بأعمال معينة. ويستخدم الذاكرة لتخزين الأوامر المبرمجة و القيام بتنفيذ هذه الأوامر مثل التشغيل والاطفاء , التوقيت , العد ، الحساب وغير ذلك من العمليات.
تم استعمال أول مايكروكنترولر في عام 1969 ومنذ ذلك الوقت بدأت هذه المتحكمات بالانتشار حتى بات من الصعب العمل في مجال الاليكترونيات الحديثة بدون معرفة الميكروكنترولر.
وهذه المتحكمات العجيبة موجودة في داخل العديد من الأجهزة التي نستخدمها في حياتنا اليومية. فمثلاً في السيارة نجد أن الفرامل (الكوابح) و مثبت السرعة يتم التحكم فيها عن طريق المايكروكنترولر.
ولو نظرنا إلى فرن المايكروويف في المطبخ لوجدنا بداخله مايكروكنترولر للتحكم بالتوقيت والحرارة بحسب الخيارات التى نطلبها عند الطبخ.
والأمثلة على الأجهزة التي يوجد بداخلها ميكروكنترولر كثيرة منها الهواتف الجوالة ، الثلاجات ، الغسالات ، التلفزيونات ، كاميرات الفيديو ، الكاميرات الرقمية وغير ذلك كثير.
خواص المايكروكنترولر
كما ذكرنا فإن المايكروكنترولر هو عبارة عن كمبيوتر صغير ولكن ما هي الخواص التي تميز المايكروكنترولر عن باقي الكمبيوترات ؟
أهم هذه الخواص هي:
1- يكون المايكروكنترولر عادة بداخل جهاز آخر للتحكم بذلك الجهاز كما ذكرنا سابقاً.
2- يكون في المايكروكنترولر مايحتاجه من الذاكرة مثل الرام والروم (RAM & ROM) فهو ليس بحاجة إلى شرائح خارجية للذاكرة.
3- يكون عمل المايكروكنترولر محدد بمهمة واحدة وتنفيذ الأوامر في برنامج واحد يكون مخزناً في ذاكرة المايكروكنترولر.
4- يكون استهلاك المايكروكنترولر من الطاقة صغيراًً جدا بالنسبة للكمبيوترات الأخرى فمثلا بعضها يستهلك 50 ميللي وات بينما الكمبيوتر العادي الذي نستخدمه في منازلنا قد يستهلك 50 وات.
مكونات المايكروكنترولر
تحتوي شريحة المايكروكنترولر على معالج بيانات ، ذاكرة رام و ذاكرة روم ، منافذ للمداخل والمخارج (I/O interfaces) ، مؤقتات وانظمة أخرى مثل محولات القيم التمثيلية إلى رقمية (ADC).
والآن لنعطي نبذة عن عمل كل من هذه الأجزاء:
معالج البيانات:
و يعتبر قلب المايكروكنترولر ويختلف باختلاف الجهاز المستخدم وكذلك مصنع الجهاز فمثلاً معالج البيانات المستخدم في جهاز الهاتف الجوال يختلف عن ذلك المستخدم في فرن المايكروويف.
الذاكرة:
وتنقسم إلى رام و روم. أما الرام فتستخدم لتخزين المعلومات ويتراوح حجمها بين 25 بايت و 4 كيلوبايت بحسب المايكروكنترولر.
أما الروم فيتراوح حجمها بين 512 بايت و 4096 بايت وقد يصل حجمها إلى 128 كيلوبايت في بعض المايكروكنترولات. وتستخدم الروم لتخزين البرامج التي تحتوي الأوامر التي ينفذها المايكروكنترولر.
وذاكرة الروم قد تكون من نوع الروم (ROM) حيث يمكن برمجتها مرة واحدة فقط وقد تكون من نوع إي بروم (EPROM) أو إي إي بروم (EEPRPM) حيث يمكن برمجتها عدة مرات.
منافذ المداخل والمخارج:
وهذه المنافذ الرقمية توفر للمايكروكنترولر الطريق للتعامل مع الاجهزة الخارجية. حيث يمكن استعمالها لتشغيل الدايودات المضيئة والمرحلات
ويختلف عدد هذه المنافذ بحسب المايكروكنترولر
المنفذ التسلسلي:
المنفذ التسلسلي يسمح بتبادل المعلومات بين المايكروكنترولر و الأجهزة الأخرى مثل الكمبيوتر و المايكروكنترولات الأخرى.
المؤقت:
يسمح للمايكروكنترولر بالقيام بالمهمات لفترات زمنية محددة
المحول التمثيلي إلى رقمي:
و هو يترجم المعلومات الداخلة بالهيئة التمثيلية (Analog) إلى هيئة رقمية (Digital) حتى يتمكن المايكروكنترولر من فهمها والاستجابة لها.
برمجة المايكروكنترولر
توفر الشركات المصنعة العديد من أنواع المايكروكنترولات للمحترفين والهواة حيث يمكن عمل التجارب المختلفة عليها.
هذه المايكروكنتولات يمكنها القيام بمهام مختلفة بحسب الأوامر التي تعطى لها وهذه الأوامر تسمى بالبرنامج. فبامكان الشخص تغيير العمل الذي يقوم به المايكروكنترولر بتغيير هذه الأوامر في البرنامج.
كتابة البرنامج تحتاج من الشخص إلى معرفة جيدة بلغات البرمجة مثل الأسمبلي أو غيرها من اللغات.
لتغيير البرنامج في المايكروكنترولر سيحتاج الشخص إلى جهاز وسيط لتحميل البرنامج الجديد من الكمبيوتر الشخصي إلى المايكروكنترولر. حيث يركب فيه المايكروكنترولر لتحميل البرنامج فيه ثم بعد ذلك يزال المايكروكنترولر إلى الدائرة التي سوف يستخدم فيها.
المتحكم الصغري أو المايكروكنترلر هو في الواقع كمبيوتر صغيرمصمم خصيصا ليقوم بأعمال معينة. ويستخدم الذاكرة لتخزين الأوامر المبرمجة و القيام بتنفيذ هذه الأوامر مثل التشغيل والاطفاء , التوقيت , العد ، الحساب وغير ذلك من العمليات.
تم استعمال أول مايكروكنترولر في عام 1969 ومنذ ذلك الوقت بدأت هذه المتحكمات بالانتشار حتى بات من الصعب العمل في مجال الاليكترونيات الحديثة بدون معرفة الميكروكنترولر.
وهذه المتحكمات العجيبة موجودة في داخل العديد من الأجهزة التي نستخدمها في حياتنا اليومية. فمثلاً في السيارة نجد أن الفرامل (الكوابح) و مثبت السرعة يتم التحكم فيها عن طريق المايكروكنترولر.
ولو نظرنا إلى فرن المايكروويف في المطبخ لوجدنا بداخله مايكروكنترولر للتحكم بالتوقيت والحرارة بحسب الخيارات التى نطلبها عند الطبخ.
والأمثلة على الأجهزة التي يوجد بداخلها ميكروكنترولر كثيرة منها الهواتف الجوالة ، الثلاجات ، الغسالات ، التلفزيونات ، كاميرات الفيديو ، الكاميرات الرقمية وغير ذلك كثير.
خواص المايكروكنترولر
كما ذكرنا فإن المايكروكنترولر هو عبارة عن كمبيوتر صغير ولكن ما هي الخواص التي تميز المايكروكنترولر عن باقي الكمبيوترات ؟
أهم هذه الخواص هي:
1- يكون المايكروكنترولر عادة بداخل جهاز آخر للتحكم بذلك الجهاز كما ذكرنا سابقاً.
2- يكون في المايكروكنترولر مايحتاجه من الذاكرة مثل الرام والروم (RAM & ROM) فهو ليس بحاجة إلى شرائح خارجية للذاكرة.
3- يكون عمل المايكروكنترولر محدد بمهمة واحدة وتنفيذ الأوامر في برنامج واحد يكون مخزناً في ذاكرة المايكروكنترولر.
4- يكون استهلاك المايكروكنترولر من الطاقة صغيراًً جدا بالنسبة للكمبيوترات الأخرى فمثلا بعضها يستهلك 50 ميللي وات بينما الكمبيوتر العادي الذي نستخدمه في منازلنا قد يستهلك 50 وات.
مكونات المايكروكنترولر
تحتوي شريحة المايكروكنترولر على معالج بيانات ، ذاكرة رام و ذاكرة روم ، منافذ للمداخل والمخارج (I/O interfaces) ، مؤقتات وانظمة أخرى مثل محولات القيم التمثيلية إلى رقمية (ADC).
والآن لنعطي نبذة عن عمل كل من هذه الأجزاء:
معالج البيانات:
و يعتبر قلب المايكروكنترولر ويختلف باختلاف الجهاز المستخدم وكذلك مصنع الجهاز فمثلاً معالج البيانات المستخدم في جهاز الهاتف الجوال يختلف عن ذلك المستخدم في فرن المايكروويف.
الذاكرة:
وتنقسم إلى رام و روم. أما الرام فتستخدم لتخزين المعلومات ويتراوح حجمها بين 25 بايت و 4 كيلوبايت بحسب المايكروكنترولر.
أما الروم فيتراوح حجمها بين 512 بايت و 4096 بايت وقد يصل حجمها إلى 128 كيلوبايت في بعض المايكروكنترولات. وتستخدم الروم لتخزين البرامج التي تحتوي الأوامر التي ينفذها المايكروكنترولر.
وذاكرة الروم قد تكون من نوع الروم (ROM) حيث يمكن برمجتها مرة واحدة فقط وقد تكون من نوع إي بروم (EPROM) أو إي إي بروم (EEPRPM) حيث يمكن برمجتها عدة مرات.
منافذ المداخل والمخارج:
وهذه المنافذ الرقمية توفر للمايكروكنترولر الطريق للتعامل مع الاجهزة الخارجية. حيث يمكن استعمالها لتشغيل الدايودات المضيئة والمرحلات
ويختلف عدد هذه المنافذ بحسب المايكروكنترولر
المنفذ التسلسلي:
المنفذ التسلسلي يسمح بتبادل المعلومات بين المايكروكنترولر و الأجهزة الأخرى مثل الكمبيوتر و المايكروكنترولات الأخرى.
المؤقت:
يسمح للمايكروكنترولر بالقيام بالمهمات لفترات زمنية محددة
المحول التمثيلي إلى رقمي:
و هو يترجم المعلومات الداخلة بالهيئة التمثيلية (Analog) إلى هيئة رقمية (Digital) حتى يتمكن المايكروكنترولر من فهمها والاستجابة لها.
برمجة المايكروكنترولر
توفر الشركات المصنعة العديد من أنواع المايكروكنترولات للمحترفين والهواة حيث يمكن عمل التجارب المختلفة عليها.
هذه المايكروكنتولات يمكنها القيام بمهام مختلفة بحسب الأوامر التي تعطى لها وهذه الأوامر تسمى بالبرنامج. فبامكان الشخص تغيير العمل الذي يقوم به المايكروكنترولر بتغيير هذه الأوامر في البرنامج.
كتابة البرنامج تحتاج من الشخص إلى معرفة جيدة بلغات البرمجة مثل الأسمبلي أو غيرها من اللغات.
لتغيير البرنامج في المايكروكنترولر سيحتاج الشخص إلى جهاز وسيط لتحميل البرنامج الجديد من الكمبيوتر الشخصي إلى المايكروكنترولر. حيث يركب فيه المايكروكنترولر لتحميل البرنامج فيه ثم بعد ذلك يزال المايكروكنترولر إلى الدائرة التي سوف يستخدم فيها.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق