Mikrokontrolér

Mikrokontrolér (iné názvy pozri nižšie; skratky μC z angl. microcontroller, MCU z angl. microcontroller unit) je monolitický integrovaný obvod obsahujúci úplný mikropočítač. Na jednom čipe je integrovaný procesor, pamäťový systém aj periférne obvody a na svoj beh tak nevyžaduje ďalšie podporné obvody. Mikrokontroléry sa spravidla vyznačujú veľkou spoľahlivosťou a kompaktnosťou, bývajú súčasťou vnorených systémov a využívajú sa predovšetkým pre jednoúčelové aplikácie v oblasti riadenia, regulácie a pod.[1]

Čip 8-bitového mikrokontroléru Intel 8742 z rodiny MCS-48, 12 MHz so 128 B pamäte
4-bitový Texas Instruments TMS1000 z roku 1974, jeden z historicky prvých komerčne úspešných mikrokontrolérov

NázvyUpraviť

Názvy sú:

  • mikrokontrolér[2], riadiaci mikropočítač[3][4], mikroradič[5], zriedkavo mikroovládač[5], zriedkavo mikroregulátor[6], MCU, μC, uC, slangovo microcontroller – anglické názvy: microcontroller – skratka μC/uC, microcontroller unit – skr. MCU
  • podľa niektorých názorov je úplné synonymum aj (podľa iných názorov len podobný[3][4]) pojem: jednočipový mikropočítač[7], jednočipový počítač[1], monolitický mikropočítač[3], slangovo jednočip, slangovo monolit - anglické názvy: single-chip (micro)computer, one-chip (micro)computer

Integrované zariadeniaUpraviť

 
Príklad architekúry mikrokontroléru, Intel MCS-51

Medzi zariadenia, bežne integrované na čipoch mikrokontrolérov patria:[8][9][10]

PoužitieUpraviť

Mikrokontroléry sa používajú najmä na jednoduché riadiace aplikácie (aj jednoduché spracovanie signálov – DSP), kde nezáleží príliš na výpočtovom výkone ale je podstatná nízka cena. Obvykle sa používajú ako vstavané zariadenia, t. j. hlavne v koncových aplikáciách. Nezriedka sa v bežných zariadeniach spotrebnej aj priemyselnej elektroniky používa väčšie množstvo špecializovaných mikrokontrolérov, napr. jeden môže riadiť sekciu motorov a aktuátorov, iný riadi displej a sleduje tlačidlá, ďalší riadi celkovú funkciu, vrátane predchádzajúcich dvoch, a pod.

Niektoré známejšie rodinyUpraviť

MCS-51Upraviť

 
8-bitové mikrokontroléry Intel 87498751 s pamäťou programu typu EPROM, mazateľnou ultrafialovým žiarením
Bližšie informácie v hlavnom článku: MCS-51

Vyvinutá firmou Intel ako následovník rodiny MCS-48 (ktorá bola jednou z prvých rodín mikrokontrolérov). Uvedená na trh v roku 1980. Bola licencovaná veľkému množstvu firiem (zo známejších Philips, Atmel, Dallas Semiconductor, Winbond, SST a mnohé iné) a je naďalej vyrábaný v množstve klonov a variánt. Je aj mimoriadne populárny ako riadiace jadro mnohých ASIC obvodov.

PICUpraviť

 
Mikrokontroléry PIC Microchip Technology v puzdrach DIP a QFN s mincou pre porovnanie

Firma Microchip odkúpila jadro PIC od krachujúcej firmy General Instruments a ďalej ho vyvíjala. Vyznačuje sa mimoriadne jednoduchou štruktúrou a malým množstvom inštrukcií, prečo je nesprávne označovaný ako RISC. Vyrába sa v niekoľkých rodinách – PIC12, PIC16, PIC17, PIC18, dsPIC – líšiacich sa výkonom, ale s podobnou inštrukčnou sadou. Významnou črtou mikrokontrolérov PIC je ich nízka spotreba, najmä pri malých pracovných frekvenciách.

AVRUpraviť

 
8-bitový mikrokontrolér z rodiny AVR, Atmel ATmega328P (RISC, 20 MHz, 32 KiB FLASH, 2 KiB SRAM, 1 KiB EEPROM) v puzdre DIP28 na doske jednodoskového počítača Arduino Uno

Vyvinutý nórskou pobočkou firmy Atmel koncom deväťdesiatych rokov ako jeden z mála nových mikrokontrolérov posledných dvoch desaťročí. Aj keď ide o 8-bitové jadro, bolo vyvíjané s ohľadom na ľahkú programovateľnosť v jazyku C a nesie znaky procesorov typu RISC. Vďaka pomerne vysokému výkonu, pomerne veľkému množstvu variánt s množstvom zabudovaných periférií a priaznivej cene pri nízkych objemoch nadobudol veľkú popularitu, v hobby a výukovej oblasti ďalej podporenú vznikom platformy Arduino.

Z8Upraviť

Spoločnosť Zilog modifikovala svoj legendárny 8-bitový mikroprocesor Z80 do podoby mikrokontrolérov s označením Z8.

MSP430Upraviť

Rad mikrokontrolérov spoločnosti Texas Instruments so 16-bitovými prvkami a veľmi nízkou spotrebou (vhodný pre batériou napájané aplikácie).

HC(S)12Upraviť

Rad mikrokontrolérov spoločnosti Freescale (predtým Motorola).

ARMUpraviť

Bližšie informácie v hlavnom článku: ARM

Legendárny 32-bitový mikroprocesor pochádzajúci od spoločnosti Acorn je v poslednom čase využívaný niekoľkými desiatkami výrobcov aj ako jadro výkonných mikrokontrolérov a obvodov typu SoC.

VýrobcoviaUpraviť

ReferencieUpraviť

  1. a b jednočipový počítač. In: Encyclopaedia Beliana [online]. Bratislava: Slovenská akadémia vied, [cit. 2021-09-11]. Dostupné online.
  2. ARDUINO – programujeme mikrokontroléry /1.časť [online]. nextech.sk, 2016-06-28, [cit. 2021-09-11]. Dostupné online.
  3. a b c Mikroprocesory a mikropočítače [1]
  4. a b Elektronika : 16 Mikroprocesory a mikropočítače [online]. Žilina: Fakulta riadenia a informatiky : Žilinská univerzita, [cit. 2021-09-11]. Dostupné online.
  5. a b RAGAN, Ján. Anglicko-slovenský slovník výpočtovej techniky. Bratislava : Slovenské pedagogické nakladateľstvo, 1998. 485 s. ISBN 80-08-01117-3. S. 284.
  6. Spracovanie informácií – Anglicko-nemecko-francúzsko-rusko-slovenský slovník. Bratislava: Alfa. 1979, S. 163
  7. Elektronika, Jednočipové mikropočítače (MFF UK) [2]
  8. GUNASEKARAN, Balaji. 9 Essential Microcontroller Peripherals Explained [online]. embeddedinventor.com, 2019-07-03, [cit. 2021-09-13]. Dostupné online.
  9. i.MX RT1060 Crossover Processors for Consumer Products [online]. NXP Semiconductors, 2021, [cit. 2021-09-13]. Dostupné online.
  10. Atmel ATmega16U4/ATmega32U4 : datasheet [online]. Microchip Technology, 2016, [cit. 2021-09-13]. Dostupné online.

Pozri ajUpraviť

Iné projektyUpraviť