마이크로 컨트롤러는 임베디드 시스템의 필수적인 부분입니다. 마이크로 컨트롤러는 기본적으로 프로세서, 작은 메모리 및 프로그래밍 가능한 입출력 주변 장치로 구성된 단일 칩에있는 저렴하고 작은 컴퓨터입니다. 자동 제어 제품 및 장치에서 사전 정의되고 사전 프로그래밍 된 작업을 수행하는 데 사용됩니다. 실제로 마이크로 컨트롤러가 무엇인지 더 잘 이해하기 위해; 마이크로 컨트롤러가 사용되는 제품의 예를 보겠습니다. 주변 온도를 표시하는 디지털 온도계는 온도 센서와 디스플레이 장치 (예: LCD)에 연결된 마이크로 컨트롤러를 사용합니다. 여기에서 마이크로 컨트롤러는 온도 센서의 입력을 원시 형태로 가져와 처리하여 사람이 읽을 수있는 형태로 작은 LCD 디스플레이 장치에 표시합니다.유사하게 단일 또는 다중 마이크로 컨트롤러는 애플리케이션의 요구 사항과 복잡성에 따라 많은 전자 장치에서 사용됩니다.
어디에 사용됩니까?
마이크로 컨트롤러는 임베디드 시스템, 기본적으로 하드웨어와 소프트웨어가 결합 된 다양한 제품 및 장치에 사용되며 특정 기능을 수행하도록 개발되었습니다. 마이크로 컨트롤러가 사용되는 임베디드 시스템의 몇 가지 예는 세탁기, 자판기, 전자 레인지, 디지털 카메라, 자동차, 의료 장비, 스마트 폰, 스마트 시계, 로봇 및 다양한 가전 제품입니다.
마이크로 컨트롤러를 사용하는 이유는 무엇입니까?
마이크로 컨트롤러는 임베디드 애플리케이션에서 자동화를 사용하는 데 사용됩니다. 마이크로 컨트롤러가 엄청난 인기를 누리는 주된 이유는 별도의 마이크로 프로세서, 메모리 및 입 / 출력 장치를 사용하여 구축 된 설계에 비해 제품 또는 설계의 크기와 비용을 줄일 수 있기 때문입니다.
마이크로 컨트롤러에는 내장 마이크로 프로세서, RAM, ROM, 직렬 인터페이스, 병렬 인터페이스, 아날로그-디지털 변환기 (ADC), 디지털-아날로그 변환기 (DAC) 등과 같은 기능이있어 주변에 애플리케이션을 쉽게 구축 할 수 있습니다. 또한 마이크로 컨트롤러의 프로그래밍 환경은 요구 사항에 따라 다양한 유형의 애플리케이션을 제어 할 수있는 광범위한 가능성을 제공합니다.
마이크로 컨트롤러에는 어떤 유형이 있습니까?
시장에는 다양한 마이크로 컨트롤러가 있습니다. Atmel, ARM, Microchip, Texas Instruments, Renesas, Freescale, NXP Semiconductors 등과 같은 다양한 회사는 다양한 기능을 가진 다양한 종류의 마이크로 컨트롤러를 제조합니다. 프로그래밍 가능 메모리, 플래시 크기, 공급 전압, 입력 / 출력 핀, 속도 등과 같은 다양한 매개 변수를 살펴보면 애플리케이션에 적합한 마이크로 컨트롤러를 선택할 수 있습니다.
이러한 매개 변수와 이러한 매개 변수 에 따른 다양한 유형의 마이크로 컨트롤러를 살펴 보겠습니다.
데이터 버스 (비트 크기):
비트 크기에 따라 분류하면 대부분의 마이크로 컨트롤러는 8 비트에서 32 비트까지 다양합니다 (더 높은 비트 마이크로 컨트롤러도 사용 가능). 8 비트 마이크로 컨트롤러에서 데이터 버스는 8 개의 데이터 라인으로 구성되고, 16 비트 마이크로 컨트롤러에서는 데이터 버스가 32 비트 이상의 마이크로 컨트롤러에 대해 16 개의 데이터 라인으로 구성됩니다.
기억:
마이크로 컨트롤러는 프로그램과 데이터를 저장하기 위해 메모리 (RAM, ROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등)가 필요합니다. 일부 마이크로 컨트롤러에는 내장 메모리 칩이있는 반면 다른 마이크로 컨트롤러는 연결을 위해 외부 메모리가 필요합니다. 이를 각각 임베디드 메모리 마이크로 컨트롤러 및 외부 메모리 마이크로 컨트롤러라고합니다. 내장 메모리 크기는 마이크로 컨트롤러 유형에 따라 다르며 일반적으로 메모리가 4B ~ 4Mb 인 마이크로 컨트롤러를 찾을 수 있습니다.
입력 / 출력 핀 수:
마이크로 컨트롤러는 입력-출력 핀 크기에 따라 다릅니다. 응용 프로그램의 요구 사항에 따라 특정 마이크로 컨트롤러를 선택할 수 있습니다.
명령어 세트:
명령어 세트에는 RISC와 CISC의 두 가지 유형이 있습니다. 마이크로 컨트롤러는 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 또는 CISC (Complex Instruction Set Computer)를 사용할 수 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 RISC는 명령의 클럭 사이클을 정의하는 작업 시간을 줄입니다. CISC는 하나의 명령어를 여러 명령어에 대한 대안으로 적용 할 수 있습니다.
메모리 아키텍처:
마이크로 컨트롤러에는 하버드 메모리 아키텍처 마이크로 컨트롤러와 Princeton 메모리 아키텍처 마이크로 컨트롤러의 두 가지 유형이 있습니다.
다음은 학생과 애호가들 사이에서 인기있는 마이크로 컨트롤러입니다.
8051 시리즈 마이크로 컨트롤러 (8 비트)
Atmel의 AVR 마이크로 컨트롤러 (ATtiny, ATmega 시리즈)
Microchip의 PIC 시리즈 마이크로 컨트롤러
MSP430과 같은 Texas Instruments의 마이크로 컨트롤러
ARM 마이크로 컨트롤러
마이크로 컨트롤러의 특징
마이크로 컨트롤러는 다양한 기능을 위해 임베디드 시스템에 사용됩니다. 마이크로 컨트롤러의 아래 블록 다이어그램에서 볼 수 있듯이 프로세서, I / O 핀, 직렬 포트, 타이머, ADC, DAC 및 인터럽트 제어로 구성됩니다.
프로세서 또는 CPU
프로세서는 마이크로 컨트롤러의 두뇌입니다. 입력 핀을 통해 입력을 제공하고 프로그램을 통해 명령을 제공하면 그에 따라 데이터를 처리하고 출력 핀에 제공합니다.
기억
메모리 칩은 마이크로 컨트롤러에 통합되어 모든 프로그램과 데이터를 저장합니다. RAM, ROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 등과 같은 마이크로 컨트롤러에 통합 된 다양한 유형의 메모리가있을 수 있습니다.
입력-출력 포트
모든 마이크로 컨트롤러에는 입력 출력 포트가 있습니다. 마이크로 컨트롤러의 유형에 따라 입력 출력 핀 수가 다를 수 있습니다. 센서, 디스플레이 장치 등과 같은 외부 입력 및 출력 장치와 인터페이스하는 데 사용됩니다.
직렬 포트
마이크로 컨트롤러와 다른 주변 장치의 직렬 인터페이스를 용이하게합니다. 직렬 포트는 정보가 한 번에 하나씩 들어 오거나 나가는 직렬 통신 인터페이스입니다.
ADC 및 DAC
때때로 임베디드 시스템은 데이터를 디지털에서 아날로그로 또는 그 반대로 변환해야합니다. 따라서 대부분의 마이크로 컨트롤러는 필요한 변환을 수행하기 위해 내장 ADC (아날로그-디지털 변환기) 및 DAC (디지털-아날로그 변환기)와 통합됩니다.
타이머
타이머와 카운터는 임베디드 시스템의 중요한 부분입니다. 펄스 생성, 외부 펄스 카운트, 변조, 발진 등과 같은 다양한 작업에 필요합니다.
인터럽트 제어
인터럽트 제어는 마이크로 컨트롤러의 강력한 기능 중 하나입니다. 진행중인 프로세스를 중단하고 인터럽트 제어에 의해 정의 된 작업을 수행하도록 지시하는 일종의 알림입니다.
이 모든 것을 요약하자면 마이크로 컨트롤러는 임베디드 시스템에서 특정 작업을 수행하도록 설계된 일종의 소형 미니 컴퓨터입니다. 다양한 기능을 통해 그 중요성과 용도가 방대하며 모든 산업 분야의 제품 및 장치에서 찾을 수 있습니다.