Microcontrolere

La modul general un controler este, actualmente, o structura electronica destinata controlului unui proces sau, mai general, unei interactiuni caracteristice cu mediul exterior, fara sa fie necesara interventia operatorului uman. Primele controlere au fost realizate in tehnologii pur analogice, folosind componente electronice discrete si/sau componente electromecanice (de exemplu relee).

Cele care fac apel la tehnica numerica moderna au fost realizate initial pe baza logicii cablate (cu circuite integrate numerice standard SSI si MSI) si a unei electronici analogice uneori complexe, motiv pentru care se evidentiau prin dimensiuni mari, consum energetic pe masura si, nu de putine ori, o fiabilitate care lasa de dorit.

Aparitia si utilizarea microprocesoarelor de uz general a dus la o reducere consistenta a costurilor, dimensiunilor, consumului si o imbunatatire a fiabilitatii. Pe masura ce procesul de miniaturizare a continuat, a fost posibil ca majoritatea componentelor necesare realizarii unei astfel de structuri sa fie incorporate (integrate) la nivelul unui singur microcircuit (cip). Astfel ca un microcontroler ar putea fi descris ca fiind si o solutie a problemei controlului cu ajutorul a (aproape) unui singur circuit.

 Legat de denumiri si acronime utilizate, asa cum un microprocesor de uz general este desemnat prin MPU (MicroProcessor Unit), un microcontroler este, de regula, desemnat ca MCU, desi semnificatia initiala a acestui acronim este Micro Computer Unit.

O definitie, cu un sens foarte larg de cuprindere, ar fi aceea ca un microcontroler este un microcircuit care incorporeaza o unitate centrala (CPU) si o memorie impreuna cu resurse care-i permit interactiunea cu mediul exterior.

Resursele integrate la nivelul microcircuitului ar trebui sa includa, cel putin, urmatoarele componente:
a. o unitate centrala (CPU), cu un oscilator intern pentru ceasul de sistem
b. o memorie locala tip ROM/PROM/EPROM/FLASH si eventual una de tip RAM
c. un sistem de intreruperi
d. I/O - intrari/iesiri numerice (de tip port paralel)
e. un port serial de tip asincron si/sau sincron, programabil
f. un sistem de timere-temporizatoare/numaratoare programabile

Este posibil ca la acestea sa fie adaugate, la un pret de cost avantajos, caracteristici specifice sarcinii de control care trebuie indeplinite:

g. un sistem de conversie analog numerica (una sau mai multe intrari analogice)
h. un sistem de conversie numeric analogic si/sau iesiri PWM (cu modulare in durata)
i. un comparator analogic
j. o memorie de date nevolatila de tip EEPROM
k. facilitati suplimentare pentru sistemul de temporizare/numarare (captare si comparare)
l. un ceas de garda (timer de tip watchdog)
m. facilitati pentru optimizarea consumului propriu

 Un microcontroler tipic mai are, la nivelul unitatii centrale, facilitati de prelucrare a informatiei la nivel de bit, de acces direct si usor la intrari/iesiri si un mecanism de prelucrare a intreruperilor rapid si eficient.

Utilizarea unui microcontroler constituie o solutie prin care se poate reduce dramatic numarul componentelor electronice precum si costul proiectarii si al dezvoltarii unui produs.

OBSERVATIE Utilizarea unui microcontroler, oricat de evoluat, nu elimina unele componente ale interfetei cu mediul exterior (atunci cand ele sunt chiar necesare):
subsisteme de prelucrare analogica (amplificare, redresare, filtrare, protectielimitare), elemente pentru realizarea izolarii galvanice (optocuploare, transformatoare), elemente de comutatie de putere (tranzistoare de putere, relee electromecanice sau statice).

Categorii