Mikrokontroler je vrlo malo računalo. Izrađen je od sitnog čipa. Mnogi svakodnevni uređaji koriste mikrokontrolere. Oni su dio većeg sustava koji se naziva ugrađeni sustav. Ugrađeni sustav je kada je računalo ugrađeno u uređaj. To pomaže uređaju da radi svoj posao. Mikrokontroleri su pametni pomagači unutar stvari poput igračaka, perilica rublja, pa čak i semafora.
Ova lekcija će vas naučiti što su mikrokontroleri i kako rade. Naučit ćemo o njihovim dijelovima i kako se koriste u mnogim uređajima koje viđate svaki dan. Riječi koje koristimo su jednostavne. Rečenice su kratke. To će vam pomoći da lakše razumijete ideje.
Mikrokontroler je poput malog mozga za strojeve. Pomaže uređaju da razmišlja i radi. Unutar mikrokontrolera nalazi se malo računalo. Ovo računalo radi mnoge stvari poput brojanja, praćenja uputa i donošenja odluka.
Zamislite mikrokontroler kao malenog upravitelja na užurbanom igralištu. Voditelj govori svakoj igrački što treba učiniti. Kada se pritisne tipka na igrački, mikrokontroler odlučuje koji će zvuk proizvesti ili kakvo će svjetlo pokazati. Djeluje brzo kako bi osigurao da se sve dogodi u pravo vrijeme.
Mikrokontroleri su posebni jer rade samo jedan posao. Nisu napravljeni za obavljanje mnogih zadataka kao potpuno računalo. Umjesto toga, vrlo su dobri u jednoj stvari. Na primjer, automobil na daljinsko upravljanje ima mikrokontroler koji odlučuje koliko brzo se kotači trebaju kretati i na koju stranu da se okreću.
Mikrokontroler ima mnogo malih dijelova koji rade zajedno. Svaki dio ima svoj poseban zadatak. Evo nekih važnih dijelova:
Svi ti dijelovi rade zajedno kako bi mikrokontroler bio pametan. Paze da ono može razumjeti što treba učiniti i da to učini brzo i ispravno.
Mikrokontroler radi slijedeći niz uputa. Ove upute napisala je osoba koja zna programirati. Program je poput recepta koji govori mikrokontroleru koje korake treba slijediti.
Zamislite da pečete kolačiće. Pratite recept korak po korak. Prvo pomiješate sastojke. Zatim ih utisnite u oblike kolačića. Na kraju ih ispečete u pećnici. Mikrokontroler slijedi vlastiti recept. Čita svaku uputu jednu po jednu i zatim izvodi ispravnu radnju.
Evo jednostavnog načina da to shvatite:
Ovaj proces se odvija vrlo brzo. Mikrokontroler može slijediti mnogo uputa u kratkom vremenu. Osigurava da uređaj radi ispravno svaki put.
Ponekad inženjeri čak koriste jednostavnu matematičku formulu kako bi objasnili koliko brzo mikrokontroler radi. Na primjer, mogu reći da je brzina mikrokontrolera dana sa:
\( \textrm{Ubrzati} = \textrm{Brzina sata} \)
Ova formula pokazuje da sat unutar mikrokontrolera pomaže u postavljanju brzine njegovih operacija.
Ugrađeni sustav je poseban računalni sustav ugrađen u veći uređaj. Mikrokontroler je ključni dio ugrađenog sustava. Osigurava da uređaj radi kako treba. Mnogi strojevi i uređaji oko nas primjeri su ugrađenih sustava.
Na primjer, perilica rublja ima ugrađeni sustav. Kada pokrenete perilicu rublja, mikrokontroler započinje niz koraka. Kontrolira protok vode, okretanje bubnja i vrijeme ciklusa pranja. Svaku od ovih radnji kontrolira mikrokontroler slijedeći niz uputa.
Ugrađeni sustavi nalaze se na mnogim mjestima:
Svi ovi uređaji imaju mikrokontroler koji obavlja jednostavan posao. Mikrokontroler dobiva nekoliko uputa i zatim osigurava da uređaj radi ispravno i sigurno.
Iako su mikrokontroleri mali, potrebno im je reći što da rade. To se postiže njihovim programiranjem. Programiranje znači pisanje skupa uputa koje mikrokontroler treba slijediti.
Upute govore mikrokontroleru kako postupiti kada se nešto dogodi. Na primjer, ako se pritisne gumb, mikrokontroler će možda trebati upaliti svjetlo. Upute su vrlo jednostavne i lako ih je slijediti, baš kao i upute korak po korak u receptu.
Inženjer ili programer piše ove upute korištenjem računalnog jezika. Jednom napisan, program se šalje mikrokontroleru. Mikrokontroler zatim čita ovaj program i slijedi upute svaki put kada se uređaj koristi.
Proces programiranja mikrokontrolera je poput davanja jasnih naredbi uslužnom robotu. Kada kažete prijatelju što točno treba učiniti kako bi vam pomogao izgraditi blok kulu, dajete upute. Mikrokontroler radi na isti način. Svaka naredba mu govori što treba učiniti sljedeće.
Mikrokontroleri su vrlo važni. Ima ih u mnogim stvarima koje koristimo svaki dan. Bez mikrokontrolera, naši bi životi bili sasvim drugačiji. Evo nekoliko razloga zašto su mikrokontroleri posebni:
Zbog ovih razloga, mikrokontroleri se koriste u igračkama, uređajima, pa čak iu automobilima koji nas voze u školu. Dovoljno su mali da stanu gotovo bilo gdje, ali naporno rade kako bi stvari tekle glatko.
Pogledajmo neke svakodnevne primjere u kojima nam mikrokontroleri pomažu:
Ovi primjeri pokazuju da mikrokontroleri olakšavaju mnoge poslove. Pomažu glatkom i sigurnom radu svakodnevnih uređaja.
Mikrokontroleri često moraju komunicirati s drugim uređajima. Oni to čine pomoću onoga što mi nazivamo komunikacijskim protokolima. To znači da mikrokontroleri slijede skup pravila za razmjenu poruka.
Zamislite dvoje djece kako dijele svoje igračke. Moraju govoriti istim jezikom da bi pravilno dijelili. Mikrokontroleri rade istu stvar. Oni koriste jednostavne signale za postavljanje pitanja i odgovaranje na njih. To pomaže uređajima da rade zajedno kao tim.
Na primjer, mikrokontroler u digitalnom satu može slati signale za prikaz brojeva. U igračkama, mikrokontroler može poslati signal da se oglasi sirena kada se pritisne gumb. Ove jednostavne poruke ključne su za interaktivnost i zabavu uređaja.
Iako ovdje ne radimo praktične aktivnosti, možete zamisliti jednostavan eksperiment. Zamislite autić s mikrokontrolerom unutra. Kada pritisnete gumb na daljinskom upravljaču, automobil se počinje kretati naprijed. To je zato što mikrokontroler prima vaše upute, obrađuje ih i zatim govori motorima da rade. Ovaj nam eksperiment pomaže vidjeti kako malo računalo može napraviti veliku razliku u svakodnevnim igračkama.
Možete misliti i na svoj dom. Kad vidite digitalni sat, sjetite se da u njemu radi maleni mikrokontroler. Očitava vrijeme, obrađuje promjene i ažurira prikaz. Ova jednostavna radnja pokazuje vam čaroliju mikrokontrolera i ugrađenih sustava.
Mikrokontroleri se ne nalaze samo u igračkama i kuhinjskim aparatima. Oni su važni u mnogim dijelovima našeg svijeta. Evo nekoliko aplikacija iz stvarnog svijeta:
Ove aplikacije pokazuju da su mikrokontroleri posvuda. Oni pomažu da mnogi sustavi rade glatko u našim domovima, školama, bolnicama i tvornicama. Čine nam život boljim radeći tiho u pozadini.
Mikrokontroleri i dalje postaju sve pametniji i manji. Kako tehnologija napreduje, pronalazimo nove načine za njihovo korištenje. U budućnosti bi se mikrokontroleri mogli naći u još više uređaja. Mogli bi pomoći poboljšati naše domove, prijevoz, pa čak i način na koji učimo.
Novi mikrokontroleri mogu trošiti još manje energije. Moći će raditi brže i bolje. To znači da će vaše igračke, gadgeti i pametni uređaji postati još pametniji. Inženjeri uvijek traže nove načine poboljšanja ovih sićušnih računala. Ova uzbudljiva budućnost donosi više kreativnosti i više korisnih strojeva u naše živote.
Prije nego što završimo, evo nekoliko važnih točaka koje smo danas naučili o mikrokontrolerima i ugrađenim sustavima:
U ovoj lekciji naučili smo da je mikrokontroler malo računalo na čipu. To je važan dio ugrađenog sustava. Ugrađeni sustavi nalaze se u mnogim svakodnevnim uređajima poput igračaka, mikrovalnih pećnica, automobila i kućnih naprava.
Otkrili smo da mikrokontroleri imaju nekoliko dijelova. CPU je mozak, memorija pohranjuje upute, a ulazno/izlazni priključci pomažu u komunikaciji s drugim dijelovima. Sat prati vrijeme tako da svi ti dijelovi mogu raditi zajedno u harmoniji.
Također smo istražili kako mikrokontroleri slijede skup programskih uputa. Ovo programiranje je poput recepta koji govori mikrokontroleru što treba učiniti, korak po korak. Ovaj jednostavan postupak osigurava da je uređaj pouzdan i siguran.
Nadalje, vidjeli smo da mikrokontroleri komuniciraju s drugim uređajima pomoću jednostavnih signala. Slijede određena pravila za dijeljenje poruka. To omogućuje uređajima da djeluju kao tim, radeći zajedno kako bi dovršili svoje zadatke.
Prijave iz stvarnog svijeta pokazuju da mikrokontroleri poboljšavaju naš svakodnevni život. Prisutni su u automobilima, pomažu u kontroli motora i sigurnosnih značajki. Medicinski uređaji i industrijski strojevi također se oslanjaju na ova mala računala. Čak i kućanski predmeti poput perilica rublja i digitalnih satova rade uz pomoć mikrokontrolera.
Gledajući naprijed, mikrokontroleri će i dalje biti bolji. Bit će brži, trošit će manje energije i naći će se u još više uređaja. Ovaj napredak će pomoći u stvaranju budućnosti s pametnijim i interaktivnijim tehnologijama.
Ova lekcija nam je dala jasnu ideju o tome što su mikrokontroleri, kako rade i zašto su važni. Naučili smo da su ova sićušna računala u srcu mnogih ugrađenih sustava koji čine naš svijet funkcionirajućim.
Ključne točke: Mikrokontroleri su mala računala na čipovima. Oni su dio ugrađenih sustava koji se nalaze u svakodnevnim uređajima. Imaju važne dijelove kao što su CPU, memorija i ulazno/izlazni priključci. Programiranje vodi njihove radnje. Pomažu da automobili, igračke i kućanski uređaji budu pametni i pouzdani. Budućnost nosi još uzbudljivije mogućnosti kako se ova sićušna računala nastavljaju poboljšavati.
Razumijevanjem mikrokontrolera možemo shvatiti kako tehnologija funkcionira u našem svakodnevnom životu. Ovi mali uređaji veliki su pomagači koji čine naš svijet boljim, sigurnijim i zanimljivijim mjestom.
