- Où sont-ils utilisés?
- Pourquoi utilisons-nous des microcontrôleurs?
- Quels sont les différents types de microcontrôleurs?
- Caractéristiques des microcontrôleurs
Les microcontrôleurs font partie intégrante des systèmes embarqués. Un microcontrôleur est fondamentalement un petit ordinateur bon marché sur une seule puce qui comprend un processeur, une petite mémoire et des périphériques d'entrée-sortie programmables. Ils sont destinés à être utilisés dans des produits et appareils contrôlés automatiquement pour effectuer des tâches prédéfinies et préprogrammées. Pour avoir une meilleure idée de ce qu'est réellement un microcontrôleur; voyons un exemple de produit où le microcontrôleur est utilisé. Un thermomètre numérique qui affiche la température ambiante utilise un microcontrôleur qui est connecté à un capteur de température et une unité d'affichage (comme un écran LCD). Le microcontrôleur prend ici l'entrée du capteur de température sous forme brute, la traite et l'affiche sur une petite unité d'affichage LCD sous une forme lisible par l'homme.De même, un ou plusieurs microcontrôleurs sont utilisés dans de nombreux dispositifs électroniques en fonction des besoins et de la complexité des applications.
Où sont-ils utilisés?
Les microcontrôleurs sont utilisés dans les systèmes embarqués, essentiellement une variété de produits et de périphériques combinant du matériel et des logiciels, et développés pour exécuter des fonctions particulières. Quelques exemples de systèmes embarqués où des microcontrôleurs sont utilisés pourraient être: machines à laver, distributeurs automatiques, micro-ondes, appareils photo numériques, automobiles, équipements médicaux, téléphones intelligents, montres intelligentes, robots et divers appareils ménagers.
Pourquoi utilisons-nous des microcontrôleurs?
Les microcontrôleurs sont utilisés pour utiliser l'automatisation dans les applications embarquées. La principale raison de l'immense popularité des microcontrôleurs est leur capacité à réduire la taille et le coût d'un produit ou d'une conception, par rapport à une conception qui utilise un microprocesseur, une mémoire et des périphériques d'entrée / sortie séparés.
Comme les microcontrôleurs ont des fonctionnalités telles que le microprocesseur intégré, la RAM, la ROM, les interfaces série, les interfaces parallèles, le convertisseur analogique-numérique (ADC), le convertisseur numérique-analogique (DAC), etc., ce qui facilite la création d'applications autour de lui. De plus, l'environnement de programmation des microcontrôleurs offre de vastes possibilités pour contrôler les différents types d'applications selon leurs besoins.
Quels sont les différents types de microcontrôleurs?
Il existe une large gamme de microcontrôleurs disponibles sur le marché. Diverses sociétés comme Atmel, ARM, Microchip, Texas Instruments, Renesas, Freescale, NXP Semiconductors, etc. fabriquent différents types de microcontrôleurs avec différents types de fonctionnalités. En examinant divers paramètres tels que la mémoire programmable, la taille du flash, la tension d'alimentation, les broches d'entrée / sortie, la vitesse, etc., on peut sélectionner le bon microcontrôleur pour leur application.
Jetons un coup d'œil à ces paramètres et aux différents types de microcontrôleurs en fonction de ces paramètres.
Bus de données (taille de bit):
Lorsqu'ils sont classés en fonction de la taille en bits, la plupart des microcontrôleurs vont de 8 bits à 32 bits (des microcontrôleurs à bits plus élevés sont également disponibles). Dans un microcontrôleur 8 bits, son bus de données se compose de 8 lignes de données, tandis que dans un microcontrôleur 16 bits, son bus de données se compose de 16 lignes de données et ainsi de suite pour les microcontrôleurs 32 bits et plus.
Mémoire:
Les microcontrôleurs ont besoin de mémoire (RAM, ROM, EPROM, EEPROM, mémoire flash, etc.) pour stocker les programmes et les données. Alors que certains microcontrôleurs ont des puces de mémoire intégrées, tandis que d'autres nécessitent une mémoire externe pour être connectés. Ceux-ci sont appelés respectivement microcontrôleurs à mémoire intégrée et microcontrôleurs à mémoire externe. La taille de la mémoire intégrée varie également selon les types de microcontrôleurs et vous trouverez généralement des microcontrôleurs avec une mémoire de 4 à 4 Mo.
Nombre de broches d'entrée / sortie:
Les microcontrôleurs varient en fonction du nombre de tailles de broches d'entrée-sortie. On peut choisir un microcontrôleur spécifique selon les exigences de l'application.
Jeu d'instructions:
Il existe deux types de jeux d'instructions - RISC et CISC. Un microcontrôleur peut utiliser RISC (Reduced Instruction Set Computer) ou CISC (Complex Instruction Set Computer). Comme son nom l'indique, RISC réduit le temps de fonctionnement définissant le cycle d'horloge d'une instruction; tandis que le SCRC permet d'appliquer une instruction au lieu de plusieurs instructions.
Architecture de la mémoire:
Il existe deux types de microcontrôleurs: les microcontrôleurs à architecture mémoire Harvard et les microcontrôleurs à architecture mémoire Princeton.
Voici quelques microcontrôleurs populaires parmi les étudiants et les amateurs.
Série 8051 de microcontrôleurs (8 bits)
Microcontrôleurs AVR d'Atmel (séries ATtiny, ATmega)
Microcontrôleurs de la série PIC de Microchip
Microcontrôleurs Texas Instruments comme MSP430
Microcontrôleurs ARM
Caractéristiques des microcontrôleurs
Les microcontrôleurs sont utilisés dans les systèmes embarqués pour leurs diverses fonctionnalités. Comme indiqué dans le schéma fonctionnel ci-dessous d'un microcontrôleur, il comprend un processeur, des broches d'E / S, des ports série, des minuteries, un ADC, un DAC et un contrôle d'interruption.
Processeur ou CPU
Le processeur est le cerveau d'un microcontrôleur. Lorsqu'il est fourni l'entrée via des broches d'entrée et des instructions via des programmes, il traite les données en conséquence et les fournit aux broches de sortie.
Mémoire
Les puces mémoire sont intégrées dans un microcontrôleur pour stocker tous les programmes et données. Il pourrait y avoir différents types de mémoire intégrés dans les microcontrôleurs tels que la RAM, la ROM, l'EPROM, l'EEPROM, la mémoire Flash, etc.
Ports d'entrée-sortie
Chaque microcontrôleur a des ports d'entrée et de sortie. Selon les types de microcontrôleurs, le nombre de broches de sortie d'entrée peut varier. Ils sont utilisés pour s'interfacer avec des périphériques d'entrée et de sortie externes tels que des capteurs, des unités d'affichage, etc.
Ports série
Ils facilitent l'interface série des microcontrôleurs avec d'autres périphériques. Un port série est une interface de communication série à travers laquelle les informations sont transférées un par un bit à la fois.
ADC et DAC
Parfois, les systèmes embarqués doivent convertir les données du numérique vers l'analogique et vice versa. Ainsi, la plupart des microcontrôleurs sont incorporés avec ADC (convertisseur analogique-numérique) et DAC (convertisseurs numérique-analogique) intégrés pour effectuer la conversion requise.
Minuteries
Les minuteries et les compteurs sont des éléments importants des systèmes embarqués. Ils sont nécessaires pour diverses opérations telles que la génération d'impulsions, le comptage des impulsions externes, la modulation, l'oscillation, etc.
Contrôle d'interruption
Le contrôle des interruptions est l'une des fonctionnalités puissantes des microcontrôleurs. Il s'agit d'une sorte de notification qui interrompt le processus en cours et demande d'exécuter la tâche définie par le contrôle d'interruption.
Pour résumer tout cela, les microcontrôleurs sont des sortes de mini-ordinateurs compacts qui sont conçus pour effectuer des tâches spécifiques dans des systèmes embarqués. Avec un large éventail de fonctionnalités, leur importance et leur utilisation sont vastes et elles peuvent être trouvées dans des produits et des appareils de tous les secteurs.