- అవి ఎక్కడ ఉపయోగించబడతాయి?
- మనం మైక్రోకంట్రోలర్లను ఎందుకు ఉపయోగిస్తాము?
- వివిధ రకాల మైక్రోకంట్రోలర్లు ఏమిటి?
- మైక్రోకంట్రోలర్ల లక్షణాలు
మైక్రోకంట్రోలర్లు ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్‌లో అంతర్భాగం. మైక్రోకంట్రోలర్ ప్రాథమికంగా చౌకగా మరియు చిన్న కంప్యూటర్‌లో ఒకే చిప్‌లో ప్రాసెసర్, చిన్న మెమరీ మరియు ప్రోగ్రామబుల్ ఇన్పుట్-అవుట్పుట్ పెరిఫెరల్స్ కలిగి ఉంటుంది. ముందే నిర్వచించిన మరియు ముందే ప్రోగ్రామ్ చేయబడిన పనులను నిర్వహించడానికి అవి స్వయంచాలకంగా నియంత్రించబడిన ఉత్పత్తులు మరియు పరికరాల్లో ఉపయోగించబడతాయి. మైక్రోకంట్రోలర్ అంటే ఏమిటో మంచి ఆలోచన పొందడానికి; మైక్రోకంట్రోలర్ ఉపయోగించే ఉత్పత్తికి ఉదాహరణ చూద్దాం. పరిసర ఉష్ణోగ్రతను ప్రదర్శించే డిజిటల్ థర్మామీటర్ మైక్రోకంట్రోలర్ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ మరియు డిస్ప్లే యూనిట్‌కు (ఎల్‌సిడి వంటిది) అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ఇక్కడ మైక్రోకంట్రోలర్ ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్ నుండి ముడి రూపంలో ఇన్‌పుట్‌ను తీసుకొని, దాన్ని ప్రాసెస్ చేసి, చిన్న ఎల్‌సిడి డిస్ప్లే యూనిట్‌కు మానవ రీడబుల్ రూపంలో ప్రదర్శిస్తుంది.అదేవిధంగా అనువర్తనాల అవసరం మరియు సంక్లిష్టత ప్రకారం అనేక ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల్లో ఒకే లేదా బహుళ మైక్రోకంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తారు.
అవి ఎక్కడ ఉపయోగించబడతాయి?
మైక్రోకంట్రోలర్లను ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్‌లో ఉపయోగిస్తారు, ప్రాథమికంగా వివిధ రకాల ఉత్పత్తులు మరియు పరికరాలు హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్‌ల కలయిక, మరియు నిర్దిష్ట విధులను నిర్వహించడానికి అభివృద్ధి చేయబడతాయి. మైక్రోకంట్రోలర్లను ఉపయోగించే ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్ యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు - వాషింగ్ మెషీన్లు, వెండింగ్ మెషీన్లు, మైక్రోవేవ్, డిజిటల్ కెమెరాలు, ఆటోమొబైల్స్, వైద్య పరికరాలు, స్మార్ట్ ఫోన్లు, స్మార్ట్ వాచీలు, రోబోట్లు మరియు వివిధ గృహోపకరణాలు.
మనం మైక్రోకంట్రోలర్లను ఎందుకు ఉపయోగిస్తాము?
ఎంబెడెడ్ అనువర్తనాల్లో ఆటోమేషన్‌ను ఉపయోగించడానికి మైక్రోకంట్రోలర్లను ఉపయోగిస్తారు. మైక్రోకంట్రోలర్ల యొక్క అపారమైన ప్రజాదరణ వెనుక ప్రధాన కారణం, ప్రత్యేకమైన మైక్రోప్రాసెసర్, మెమరీ మరియు ఇన్పుట్ / అవుట్పుట్ పరికరాలను ఉపయోగించి నిర్మించే డిజైన్‌తో పోలిస్తే, ఒక ఉత్పత్తి లేదా డిజైన్ యొక్క పరిమాణం మరియు ధరను తగ్గించగల సామర్థ్యం.
మైక్రోకంట్రోలర్లలో అంతర్నిర్మిత మైక్రోప్రాసెసర్, ర్యామ్, రామ్, సీరియల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు, సమాంతర ఇంటర్‌ఫేస్‌లు, అనలాగ్ టు డిజిటల్ కన్వర్టర్ (ఎడిసి), డిజిటల్ టు అనలాగ్ కన్వర్టర్ (డిఎసి) వంటి లక్షణాలు ఉన్నందున దాని చుట్టూ అనువర్తనాలను రూపొందించడం సులభం అవుతుంది. అదనంగా, మైక్రోకంట్రోలర్స్ ప్రోగ్రామింగ్ ఎన్విరాన్మెంట్ వారి అవసరాలకు అనుగుణంగా వివిధ రకాల అనువర్తనాలను నియంత్రించడానికి విస్తారమైన అవకాశాలను అందిస్తుంది.
వివిధ రకాల మైక్రోకంట్రోలర్లు ఏమిటి?
మార్కెట్లో విస్తృత శ్రేణి మైక్రోకంట్రోలర్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి. అట్మెల్, ఎఆర్ఎమ్, మైక్రోచిప్, టెక్సాస్ ఇన్స్ట్రుమెంట్స్, రెనెసాస్, ఫ్రీస్కేల్, ఎన్ఎక్స్పి సెమీకండక్టర్స్ మొదలైన వివిధ సంస్థలు వివిధ రకాలైన మైక్రోకంట్రోలర్లను వివిధ రకాల లక్షణాలతో తయారు చేస్తాయి. ప్రోగ్రామబుల్ మెమరీ, ఫ్లాష్ సైజు, సప్లై వోల్టేజ్, ఇన్పుట్ / అవుట్పుట్ పిన్స్, స్పీడ్ మొదలైన వివిధ పారామితులను పరిశీలిస్తే, వారి అప్లికేషన్ కోసం సరైన మైక్రోకంట్రోలర్ను ఎంచుకోవచ్చు.
ఈ పారామితుల ప్రకారం ఈ పారామితులను మరియు వివిధ రకాల మైక్రోకంట్రోలర్లను చూద్దాం.
డేటా బస్ (బిట్ సైజు):
బిట్-సైజు ప్రకారం వర్గీకరించబడినప్పుడు, చాలావరకు మైక్రోకంట్రోలర్లు 8-బిట్ నుండి 32 బిట్ వరకు ఉంటాయి (అధిక బిట్ మైక్రోకంట్రోలర్లు కూడా అందుబాటులో ఉన్నాయి). 8-బిట్ మైక్రోకంట్రోలర్‌లో దాని డేటా బస్సులో 8 డేటా లైన్లు ఉంటాయి, అయితే 16-బిట్ మైక్రోకంట్రోలర్‌లో దాని డేటా బస్సులో 16 డేటా లైన్లు ఉంటాయి మరియు 32 బిట్ మరియు అధిక మైక్రోకంట్రోలర్‌లకు ఉంటాయి.
జ్ఞాపకశక్తి:
ప్రోగ్రామ్‌లు మరియు డేటాను నిల్వ చేయడానికి మైక్రోకంట్రోలర్‌లకు మెమరీ (RAM, ROM, EPROM, EEPROM, ఫ్లాష్ మెమరీ మొదలైనవి) అవసరం. కొన్ని మైక్రోకంట్రోలర్లలో ఇన్‌బిల్ట్ మెమరీ చిప్స్ ఉండగా, మరికొన్ని బాహ్య మెమరీని కనెక్ట్ చేయవలసి ఉంటుంది. వీటిని వరుసగా ఎంబెడెడ్ మెమరీ మైక్రోకంట్రోలర్లు మరియు బాహ్య మెమరీ మైక్రోకంట్రోలర్లు అంటారు. అంతర్నిర్మిత మెమరీ పరిమాణం వివిధ రకాల మైక్రోకంట్రోలర్లలో కూడా మారుతూ ఉంటుంది మరియు సాధారణంగా మీరు 4B నుండి 4Mb వరకు మెమరీతో మైక్రోకంట్రోలర్లను కనుగొంటారు.
ఇన్పుట్ / అవుట్పుట్ పిన్స్ సంఖ్య:
ఇన్పుట్-అవుట్పుట్ పిన్ పరిమాణాల సంఖ్యను బట్టి మైక్రోకంట్రోలర్లు మారుతూ ఉంటాయి. అప్లికేషన్ యొక్క అవసరానికి అనుగుణంగా ఒక నిర్దిష్ట మైక్రోకంట్రోలర్ను ఎంచుకోవచ్చు.
ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్:
రెండు రకాల ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్లు ఉన్నాయి - RISC మరియు CISC. మైక్రోకంట్రోలర్ RISC (తగ్గిన ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ కంప్యూటర్) లేదా CISC (కాంప్లెక్స్ ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ కంప్యూటర్) ను ఉపయోగించవచ్చు. పేరు సూచించినట్లుగా, RISC ఒక సూచన యొక్క గడియార చక్రాన్ని నిర్వచించే ఆపరేషన్ సమయాన్ని తగ్గిస్తుంది; అనేక సూచనలకు ప్రత్యామ్నాయంగా ఒక సూచనను వర్తింపజేయడానికి CISC అనుమతిస్తుంది.
మెమరీ ఆర్కిటెక్చర్:
మైక్రోకంట్రోలర్లలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి - హార్వర్డ్ మెమరీ ఆర్కిటెక్చర్ మైక్రోకంట్రోలర్లు మరియు ప్రిన్స్టన్ మెమరీ ఆర్కిటెక్చర్ మైక్రోకంట్రోలర్లు.
విద్యార్థులు మరియు అభిరుచి గల వారిలో కొన్ని ప్రసిద్ధ మైక్రోకంట్రోలర్లు ఇక్కడ ఉన్నాయి.
8051 సిరీస్ మైక్రోకంట్రోలర్లు (8-బిట్)
అట్మెల్ చేత AVR మైక్రోకంట్రోలర్లు (ATtiny, ATmega series)
మైక్రోచిప్ యొక్క PIC సిరీస్ మైక్రోకంట్రోలర్లు
MSP430 వంటి టెక్సాస్ ఇన్స్ట్రుమెంట్స్ యొక్క మైక్రోకంట్రోలర్లు
ARM మైక్రోకంట్రోలర్లు
మైక్రోకంట్రోలర్ల లక్షణాలు
మైక్రోకంట్రోలర్లను వాటి వివిధ లక్షణాల కోసం ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్‌లో ఉపయోగిస్తారు. మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క దిగువ బ్లాక్ రేఖాచిత్రంలో చూపినట్లుగా, ఇది ప్రాసెసర్, I / O పిన్స్, సీరియల్ పోర్ట్స్, టైమర్స్, ADC, DAC మరియు ఇంటరప్ట్ కంట్రోల్ కలిగి ఉంటుంది.
ప్రాసెసర్ లేదా CPU
ప్రాసెసర్ అనేది మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క మెదడు. ప్రోగ్రామ్‌ల ద్వారా ఇన్పుట్ పిన్‌లు మరియు సూచనల ద్వారా ఇన్‌పుట్‌ను అందించినప్పుడు, అది డేటాను తదనుగుణంగా ప్రాసెస్ చేస్తుంది మరియు అవుట్పుట్ పిన్‌ల వద్ద అందిస్తుంది.
మెమరీ
అన్ని ప్రోగ్రామ్‌లు మరియు డేటాను నిల్వ చేయడానికి మెమరీ చిప్స్ మైక్రోకంట్రోలర్‌లో విలీనం చేయబడతాయి. RAM, ROM, EPROM, EEPROM, ఫ్లాష్ మెమరీ మొదలైన మైక్రోకంట్రోలర్లలో వివిధ రకాల మెమరీ విలీనం కావచ్చు.
ఇన్పుట్-అవుట్పుట్ పోర్టులు
ప్రతి మైక్రోకంట్రోలర్‌కు ఇన్పుట్ అవుట్పుట్ పోర్ట్‌లు ఉంటాయి. మైక్రోకంట్రోలర్ల రకాలను బట్టి, ఇన్పుట్ అవుట్పుట్ పిన్‌ల సంఖ్య మారవచ్చు. సెన్సార్లు, డిస్ప్లే యూనిట్లు మొదలైన బాహ్య ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ పరికరాలతో ఇంటర్ఫేస్ చేయడానికి ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.
సీరియల్ పోర్ట్స్
ఇవి ఇతర పరికరాలతో మైక్రోకంట్రోలర్స్ సీరియల్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ను సులభతరం చేస్తాయి. సీరియల్ పోర్ట్ అనేది ఒక సీరియల్ కమ్యూనికేషన్ ఇంటర్ఫేస్, దీని ద్వారా సమాచారం ఒకేసారి ఒక్కొక్కటిగా లేదా బయటికి బదిలీ అవుతుంది.
ADC మరియు DAC
కొన్నిసార్లు ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్ డేటాను డిజిటల్ నుండి అనలాగ్కు మార్చాలి మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉండాలి. కాబట్టి మైక్రోకంట్రోలర్లలో ఎక్కువ భాగం అవసరమైన మార్పిడిని నిర్వహించడానికి ఇన్‌బిల్ట్ ADC (అనలాగ్ టు డిజిటల్ కన్వర్టర్) మరియు DAC (డిజిటల్ నుండి అనలాగ్ కన్వర్టర్లు) తో కలుపుతారు.
టైమర్లు
టైమర్లు మరియు కౌంటర్లు ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్ యొక్క ముఖ్యమైన భాగాలు. పల్స్ ఉత్పత్తి, బాహ్య పప్పులను లెక్కించడం, మాడ్యులేషన్, డోలనం మొదలైన వివిధ కార్యకలాపాలకు ఇవి అవసరం.
అంతరాయ నియంత్రణ
మైక్రోకంట్రోలర్ల యొక్క శక్తివంతమైన లక్షణాలలో అంతరాయ నియంత్రణ ఒకటి. ఇది ఒక విధమైన నోటిఫికేషన్, ఇది కొనసాగుతున్న ప్రక్రియకు అంతరాయం కలిగిస్తుంది మరియు అంతరాయ నియంత్రణ ద్వారా నిర్వచించబడిన పనిని చేయమని నిర్దేశిస్తుంది.
ఇవన్నీ సంగ్రహంగా చెప్పాలంటే, మైక్రోకంట్రోలర్లు కాంపాక్ట్ మినీ కంప్యూటర్లు, ఇవి ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్‌లో నిర్దిష్ట పనులను రూపొందించడానికి రూపొందించబడ్డాయి. విస్తృత శ్రేణి లక్షణాలతో, వాటి ప్రాముఖ్యత మరియు ఉపయోగం విస్తారంగా ఉన్నాయి మరియు అవి అన్ని పరిశ్రమలలోని ఉత్పత్తులు మరియు పరికరాల్లో చూడవచ్చు.