Hva er en mikrokontroller?

En mikrokontroller, eller MCU for kort, er en datamaskin plassert på en integrert kretsbrikke. Mikrokontrollere er ikke datamaskiner i den forstand at de fungerer som en bærbar PC eller spill-PC. De inneholder en eller flere CPUer, deres minne og inngangs-/utgangskontakter, men ingenting som et OS eller brukergrensesnitt.

Hovedgrensesnittelementene deres er brytere, lysdioder eller sensorer. De er begrenset i hvilke programmer de kan kjøre av hva som får plass i det innebygde minnet deres – det er kostbart og ineffektivt å koble til ekstra minne, så det de er ment å gjøre må passe inn i det tilgjengelige minnet til brikken. Mikrokontrollere brukes til innebygde applikasjoner i stedet for personlig datamaskinbruk. Det betyr at de tjener et spesifikt, dedikert formål innenfor et mer omfattende elektronikksystem.

Tips: Sammenlign funksjonen til en mikrokontroller med funksjonen til et tannhjul i en maskin. I stedet for å være direkte tilgjengelig for brukeren, oppfyller den i det stille formålet med å få systemet det er i å kjøre problemfritt.

Mikrokontrollere ligner på SoCs eller System-on-a-chips. SoC-er er noe mer sofistikerte, men de kan vises sammen – en SoC kan for eksempel kontrollere eksterne mikrokontrollere koblet til via et hovedkort. I motsetning til mikrokontrollere, har SoC-er vanligvis en form for GPU og nettverkstilkoblingsverktøy ( for eksempel et Wi-Fi-grensesnitt ) tilkoblet.

Mikrokontrollere i den virkelige verden

En av deres definerende kjennetegn er at de ikke får tilgang direkte, men automatisk kontrollert i større systemer. De kan finnes i bilens innebygde datamaskin, elektroverktøy eller til og med medisinsk utstyr. Mikrokontrollere kan variere i størrelse, men være små, noe som gjør det mulig å plassere dem i små enheter.

De kan også bygges på en slik måte at de bruker utrolig lite strøm – mens de sitter stille eller venter på input; det er mulig å bygge mikrokontrollere som bruker så lite som en nanowatt per minutt – det er en milliarddel av en watt. Selv om ikke alle kan være så effektive, nøyer mange seg med brøkdeler av en watt for strømforbruk. Dette gjør dem ideell for enheter som kjører på begrensede batteriladninger.

Historien til mikrokontrolleren

Den første mikrokontrolleren ble opprettet i 1971, selv om det tok til 1974 før den første mikrokontrolleren var kommersielt tilgjengelig. Den hadde et mer enkelt oppsett enn moderne og ble spesielt bygget for innebygde systemer. Spesielt japanske produsenter tok opp teknologien og begynte å lage dem for biler. De fant bruk i underholdning i bilen, automatiserte eller sensorstyrte vindusviskere, elektroniske låser, dashbord og motorkontroller.

Tips: En moderne bil i mellomklassen vil sannsynligvis ha rundt 30 forskjellige mikrokontrollere. Du kan også finne noen i vaskemaskiner, ovner, telefoner og intercomsystemer.

Tidlige modeller var sterkt begrenset i hvor lett de kunne slettes og omskrives og var heller ikke enkle å produsere. Dette har siden sluttet å være et problem – siden 1993, da en ny type minne ble inkludert i mikrokontrollere, har de blitt betydelig billigere å lage. De fleste modellene koster bare noen få cent å produsere – og selges for rundt en dollar, avhengig av detaljene.

I dag brukes mikrokontrollere også utenfor dedikerte innebygde systemer – de er populære blant hobbyingeniører som liker å fikle med dem. Noen spesifikke modeller har til og med hele nettsamfunn viet til dem og deres mulige bruksområder.

Konklusjon

En mikrokontroller er en liten prosessor. De brukes vanligvis til å håndtere noe spesifikt som å aktivere vindusviskerne når vann oppdages. De er vanligvis helt automatiske, og trenger ikke fjernkontroll fra en generell CPU, selv om de kan mate tilbake litt enkel telemetri. Som navnet antyder, har mikrokontrollere en tendens til å være fysisk små.

De har også et lite strømtrekk og en lav prislapp. Mens tidlige modeller hadde en tendens til å være låst til sin spesifikke funksjon, kan moderne mikrokontrollere generelt omprogrammeres, selv om spesifikk maskinvare ofte er nødvendig. Denne programmerbarheten muliggjør et fellesskap som liker å fikle med dem og ta dem i bruk på uvanlige måter.