Mikrokontrolér

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
8-bitový mikrokontrolér Intel 8742, 12 MHz so 128 B pamäte

Mikrokontrolér (iné názvy: jednočipový mikropočítač, jednočipák, jednočip, monolit; z angl. microcontroller; skr. mcu z microcontroller unit) je špeciálny druh mikroprocesora pre zákaznícky špecifické koncové aplikácie.

Charakteristika[upraviť | upraviť zdroj]

Mikrokontroléry majú popri procesorovom jadre integrované takmer všetky základné prvky, ktoré mikroprocesor potrebuje pre svoju činnosť:

  • Procesorové jadro
  • Pamäť RAM
  • Pamäť s programom – vo forme ROM, EPROM (dnes už zastarané) alebo FLASH
  • Časovače
  • Vstupno-výstupné zariadenia (I/O kontroléry):
    • kontrolér sériovej komunikácie (napr. UART (RS232), I2C, SPI)
    • A/D a D/A prevodníky
    • vstupno-výstupné (I/O) porty (piny) pre všeobecné použitie (obvykle kompatibilné s úrovňami TTL)

Na svoju základnú činnosť potrebujú skutočne málo, obvykle len napájanie a zdroj hodinového signálu, obvykle vnútorný oscilátor s pripojeným vonkajším kryštálom (v moderných mikrokontroléroch býva často zabudovaný menej presný vnútorný RC-oscilátor). Pre správnu funkciu mikrokontroléra je vhodné pripojiť aj resetovací obvod, aj keď mnohé moderné mikrokontroléry ho majú už integrovaný.

Použitie[upraviť | upraviť zdroj]

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 zabudované zariadenia (embedded), 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 display a sleduje tlačidlá, ďalší riadi celkovú funkciu, vrátane predchádzajúcich dvoch, a pod.

Niektoré známejšie rodiny[upraviť | upraviť zdroj]

8051[upraviť | upraviť zdroj]

Vyvinutý firmou Intel ako následovník mikrokontroléra 8048 (ktorý bol jedným z prvých mikrokontrolérov). Uvedený na trh v roku 1980. Bol licencovaný veľkému množstvu firiem (zo známejších Philips, Atmel, Dallas Semiconductor, Winbond, SST a mnohé iné) a aj keď Intel ho už nevyrába, je naďalej vyrábaný v množstve klonov a variánt. Je aj mimoriadne populárny ako riadiace jadro mnohých ASIC obvodov.

PIC[upraviť | upraviť zdroj]

Firma Microchip odkúpila jadro PIC od krachujúcej firmy General Instruments a ďalej ho vyvíjal. 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.

AVR[upraviť | upraviť zdroj]

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.

Z8[upraviť | upraviť zdroj]

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

MSP430[upraviť | upraviť zdroj]

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

HC(S)12[upraviť | upraviť zdroj]

Rad mikrokontrolérov spoločnosti Freescale (predtým Motorola).

ARM[upraviť | upraviť zdroj]

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.

Výrobcovia[upraviť | upraviť zdroj]