Микроконтроллер бол маш жижиг компьютер юм. Энэ нь жижиг чипээр хийгдсэн байдаг. Өдөр тутмын олон төхөөрөмжүүд микроконтроллер ашигладаг. Эдгээр нь суулгагдсан систем гэж нэрлэгддэг том системийн нэг хэсэг юм. Embedded систем гэдэг нь компьютерийг төхөөрөмжид суулгасан байхыг хэлнэ. Энэ нь төхөөрөмж үүргээ гүйцэтгэхэд тусална. Микроконтроллерууд нь тоглоом, угаалгын машин, тэр ч байтугай гэрлэн дохио гэх мэт зүйлсийн доторх ухаалаг туслах юм.
Энэ хичээл нь микроконтроллер гэж юу болох, хэрхэн ажилладаг талаар танд заах болно. Бид тэдгээрийн эд ангиудын талаар болон тэдгээрийг өдөр бүр харж байдаг олон төхөөрөмжид хэрхэн ашигладаг талаар олж мэдэх болно. Бидний хэрэглэдэг үгс энгийн. Өгүүлбэрүүд нь богино байна. Энэ нь танд санааг хялбархан ойлгоход тусална.
Микроконтроллер нь машинуудын жижиг тархитай адил юм. Энэ нь төхөөрөмжид сэтгэж, ажиллахад тусалдаг. Микроконтроллер дотор жижигхэн компьютер байдаг. Энэ компьютер тоолох, зааварчилгааг дагах, шийдвэр гаргах зэрэг олон зүйлийг гүйцэтгэдэг.
Микроконтроллерыг завгүй тоглоомын талбайн бяцхан менежер гэж бод. Менежер тоглоом болгонд юу хийхийг зааж өгдөг. Тоглоомын товчлуурыг дарахад микроконтроллер ямар дуу гаргах, ямар гэрэл харуулахыг шийддэг. Энэ нь бүх зүйл зөв цагт болохын тулд хурдан ажилладаг.
Микроконтроллерууд нь зөвхөн нэг ажил хийдэг тул онцгой байдаг. Тэд бүтэн компьютер шиг олон ажлыг хийхээр бүтээгдээгүй. Үүний оронд тэд нэг зүйлд маш сайн байдаг. Жишээлбэл, алсын удирдлагатай машинд дугуй нь хэр хурдан хөдөлж, аль тийш эргэхийг шийддэг микроконтроллер байдаг.
Микроконтроллер нь хамт ажилладаг олон жижиг хэсгүүдтэй. Хэсэг бүр өөрийн гэсэн тусгай ажилтай. Энд зарим чухал хэсгүүд байна:
Микроконтроллерыг ухаалаг болгохын тулд эдгээр бүх хэсгүүд хамтдаа ажилладаг. Тэд юу хийх ёстойгоо ойлгож, дараа нь үүнийг хурдан бөгөөд зөв хийж чадах эсэхийг шалгадаг.
Микроконтроллер нь тодорхой зааврын дагуу ажилладаг. Эдгээр зааврыг программчлалыг мэддэг хүн бичдэг. Програм нь микроконтроллерт ямар алхам хийхийг зааж өгдөг жортой адил юм.
Та жигнэмэг хийж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Та жорыг алхам алхмаар дагаж мөрдөөрэй. Эхлээд та найрлагыг нь холино. Дараа нь та тэдгээрийг жигнэмэг хэлбэрээр дараарай. Эцэст нь та тэдгээрийг зууханд жигнэх хэрэгтэй. Микроконтроллер нь өөрийн жорыг дагадаг. Энэ нь заавар бүрийг нэг нэгээр нь уншиж, дараа нь зөв үйлдлийг гүйцэтгэдэг.
Үүнийг ойлгох энгийн арга энд байна:
Энэ үйл явц маш хурдан явагддаг. Микроконтроллер нь маш олон зааврыг богино хугацаанд дагаж мөрддөг. Энэ нь төхөөрөмж байнга зөв ажиллаж байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг.
Заримдаа инженерүүд микроконтроллер хэр хурдан ажилладгийг тайлбарлахад туслах энгийн математикийн томьёог ч ашигладаг. Жишээлбэл, микроконтроллерийн хурдыг дараах байдлаар өгсөн гэж хэлж болно.
\( \textrm{Хурд} = \textrm{Цагийн хурд} \)
Энэхүү томьёо нь микроконтроллер доторх цаг нь түүний үйл ажиллагааны хурдыг тохируулахад тусалдаг болохыг харуулж байна.
Embedded систем нь том төхөөрөмжид суурилуулсан тусгай компьютерийн систем юм. Микроконтроллер нь суулгагдсан системийн гол хэсэг юм. Энэ нь төхөөрөмж зохих ёсоор ажиллаж байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг. Бидний эргэн тойронд байгаа олон машин, төхөөрөмжүүд нь суулгагдсан системийн жишээ юм.
Жишээлбэл, угаалгын машин нь суулгагдсан системтэй байдаг. Угаалгын машиныг асаахад микроконтроллер нь хэд хэдэн алхмуудыг хийж эхэлдэг. Энэ нь усны урсгал, бөмбөрийн эргэлт, угаах мөчлөгийн цагийг хянадаг. Эдгээр үйлдэл бүрийг зааврын дагуу микроконтроллер удирддаг.
Embedded системийг олон газраас олж болно:
Эдгээр бүх төхөөрөмжүүд нь энгийн ажлыг гүйцэтгэдэг микроконтроллертой байдаг. Микроконтроллер нь хэд хэдэн зааварчилгаа авдаг бөгөөд дараа нь төхөөрөмж зөв, аюулгүй ажиллаж байгаа эсэхийг шалгадаг.
Хэдийгээр микроконтроллерууд жижиг ч гэсэн тэдэнд юу хийх ёстойг хэлэх хэрэгтэй. Үүнийг програмчлах замаар хийдэг. Програмчлал гэдэг нь микроконтроллерийн дагаж мөрдөх зааварчилгааг бичнэ гэсэн үг.
Заавар нь микроконтроллерт ямар нэгэн зүйл тохиолдсон үед хэрхэн ажиллахыг хэлж өгдөг. Жишээлбэл, хэрэв товчлуур дарвал микроконтроллер гэрлийг асаах шаардлагатай болдог. Заавар нь маш энгийн бөгөөд дагахад хялбар бөгөөд жороор заадаг алхам алхмаар зааварчилгаатай адил юм.
Инженер эсвэл программист эдгээр зааврыг компьютерийн хэл ашиглан бичдэг. Бичигдсэний дараа програмыг микроконтроллер руу илгээдэг. Дараа нь микроконтроллер энэ программыг уншиж, төхөөрөмжийг ашиглах бүрт зааврыг дагаж мөрддөг.
Микроконтроллерыг програмчлах үйл явц нь тустай роботод тодорхой тушаал өгөхтэй адил юм. Найздаа блокны цамхаг барихад туслахын тулд яг юу хийхийг хэлэхэд та зааварчилгаа өгч байна. Микроконтроллер нь ижил аргаар ажилладаг. Тушаал бүр нь дараа нь юу хийхийг зааж өгдөг.
Микроконтроллерууд нь маш чухал юм. Тэд бидний өдөр тутам хэрэглэдэг олон зүйлд байдаг. Микроконтроллергүй бол бидний амьдрал тэс өөр байх байсан. Микроконтроллер яагаад онцгой байдаг хэд хэдэн шалтгаанууд энд байна:
Эдгээр шалтгааны улмаас микроконтроллеруудыг тоглоом, цахилгаан хэрэгсэл, тэр ч байтугай биднийг сургуульд хүргэж өгдөг машинд ашигладаг. Тэд бараг хаана ч багтахуйц жижиг хэмжээтэй ч бүх зүйлийг хэвийн явуулахын тулд шаргуу ажилладаг.
Микроконтроллерууд бидэнд тусалдаг өдөр тутмын жишээг харцгаая.
Эдгээр жишээнүүд нь микроконтроллерууд олон ажлыг хөнгөвчлөхийг харуулж байна. Эдгээр нь өдөр тутмын төхөөрөмжүүдийг саадгүй, аюулгүй ажиллуулахад тусалдаг.
Микроконтроллерууд ихэвчлэн бусад төхөөрөмжтэй ярих шаардлагатай болдог. Тэд үүнийг бидний харилцааны протокол гэж нэрлэдэг зүйлийг ашиглан хийдэг. Энэ нь микроконтроллерууд мессеж солилцохдоо тодорхой дүрмийг баримталдаг гэсэн үг юм.
Хоёр хүүхэд тоглоомоо хуваалцаж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Тэд зөв хуваалцахын тулд нэг хэлээр ярих хэрэгтэй. Микроконтроллерууд ижил зүйлийг хийдэг. Тэд асуулт асууж, хариулахын тулд энгийн дохио ашигладаг. Энэ нь төхөөрөмжүүдийг нэг баг шиг хамтран ажиллахад тусалдаг.
Жишээлбэл, дижитал цагны микроконтроллер нь тоонуудыг харуулах дохиог илгээж болно. Тоглоомонд микроконтроллер нь товчлуур дарахад дуут дохиог илгээж болно. Эдгээр энгийн мессежүүд нь төхөөрөмжийг интерактив, хөгжилтэй болгох түлхүүр юм.
Хэдийгээр бид энд практик үйл ажиллагаа явуулдаггүй ч та энгийн туршилтыг төсөөлж болно. Дотор нь микроконтроллертой тоглоомон машиныг авч үзье. Алсын удирдлагын товчлуурыг дарахад машин урагшилж эхэлдэг. Учир нь микроконтроллер таны зааврыг хүлээн авч, боловсруулаад моторуудыг ажиллуулахыг хэлдэг. Энэхүү туршилт нь жижиг компьютер өдөр тутмын тоглоомонд хэрхэн том өөрчлөлт хийж болохыг олж мэдэхэд тусалдаг.
Та бас гэрийнхээ талаар бодож болно. Та дижитал цагийг харахдаа түүний дотор жижигхэн микроконтроллер ажиллаж байгааг санаарай. Энэ нь цагийг уншиж, өөрчлөлтийг боловсруулж, дэлгэцийг шинэчилдэг. Энэхүү энгийн үйлдэл нь танд микроконтроллер болон суулгагдсан системийн ид шидийг харуулдаг.
Микроконтроллерууд нь зөвхөн тоглоом, гал тогооны хэрэгсэлд байдаггүй. Тэд манай дэлхийн олон оронд чухал ач холбогдолтой. Энд бодит ертөнцийн зарим програмууд байна:
Эдгээр програмууд нь микроконтроллерууд хаа сайгүй байгааг харуулж байна. Эдгээр нь манай гэр, сургууль, эмнэлэг, үйлдвэрүүдэд олон системийг жигд ажиллуулахад тусалдаг. Тэд цаана нь чимээгүйхэн ажилласнаар бидний амьдралыг сайхан болгодог.
Микроконтроллерууд улам ухаалаг, жижиг болсоор байна. Техник технологи хөгжихийн хэрээр бид тэдгээрийг ашиглах шинэ арга замыг хайж байна. Ирээдүйд микроконтроллеруудыг илүү олон төхөөрөмжөөс олж болно. Тэд бидний гэр, унаа, тэр байтугай бидний сурах арга барилыг сайжруулахад тусалж чадна.
Шинэ микроконтроллерууд бүр бага эрчим хүч хэрэглэж магадгүй. Тэд илүү хурдан ажиллаж, илүү сайн ажиллах боломжтой болно. Энэ нь таны тоглоом, хэрэгсэл, ухаалаг төхөөрөмжүүд илүү ухаалаг болно гэсэн үг юм. Инженерүүд эдгээр жижиг компьютеруудыг сайжруулах шинэ арга замыг үргэлж эрэлхийлдэг. Энэхүү сэтгэл хөдөлгөм ирээдүй нь бидний амьдралд илүү бүтээлч байдал, илүү тустай машинуудыг авчирдаг.
Дуусгахаасаа өмнө микроконтроллер болон суулгагдсан системийн талаар өнөөдөр олж мэдсэн зарим чухал зүйлийг энд оруулав.
Энэ хичээлээр бид микроконтроллер нь чип дээрх жижигхэн компьютер гэдгийг олж мэдсэн. Энэ нь суулгагдсан системийн чухал хэсэг юм. Embedded систем нь тоглоом, богино долгионы зуух, машин, гэрийн хэрэгсэл зэрэг өдөр тутмын олон төхөөрөмжид байдаг.
Микроконтроллерууд хэд хэдэн хэсэгтэй болохыг бид олж мэдсэн. CPU нь тархи, санах ой нь зааварчилгааг хадгалдаг ба оролт/гаралтын портууд нь бусад хэсгүүдтэй харилцахад тусалдаг. Цаг нь цагийг бүртгэдэг бөгөөд ингэснээр эдгээр бүх хэсгүүд хоорондоо зохицож ажиллах боломжтой болно.
Мөн бид микроконтроллерууд програмчлалын багц зааврыг хэрхэн дагаж мөрддөг болохыг судалсан. Энэхүү програмчлал нь микроконтроллерт юу хийхийг алхам алхмаар зааж өгдөг жортой адил юм. Энэхүү энгийн процесс нь төхөөрөмжийг найдвартай, аюулгүй болгодог.
Цаашилбал, бид микроконтроллерууд энгийн дохио ашиглан бусад төхөөрөмжтэй холбогддог болохыг олж харсан. Тэд мессежийг хуваалцахдаа тодорхой дүрмийг баримталдаг. Энэ нь төхөөрөмжүүдэд нэг баг шиг ажиллаж, даалгавраа биелүүлэхийн тулд хамтран ажиллах боломжийг олгодог.
Бодит хэрэглээний программууд нь микроконтроллерууд бидний өдөр тутмын амьдралыг сайжруулдаг болохыг харуулж байна. Эдгээр нь машинд байдаг бөгөөд хөдөлгүүр, аюулгүй байдлыг хянахад тусалдаг. Эмнэлгийн төхөөрөмж, үйлдвэрлэлийн машинууд ч эдгээр жижиг компьютер дээр тулгуурладаг. Угаалгын машин, дижитал цаг зэрэг гэр ахуйн эд зүйлс хүртэл микроконтроллерын тусламжтайгаар ажилладаг.
Цаашид микроконтроллерууд улам сайжирсаар байх болно. Тэд илүү хурдан, бага эрчим хүч хэрэглэж, илүү олон төхөөрөмжөөс олдох болно. Энэхүү дэвшил нь илүү ухаалаг, интерактив технологи бүхий ирээдүйг бий болгоход тусална.
Энэ хичээл нь микроконтроллер гэж юу болох, хэрхэн ажилладаг, яагаад чухал болох талаар тодорхой ойлголт өгсөн. Эдгээр жижигхэн компьютерууд нь бидний ертөнцийг ажиллуулдаг олон суулгагдсан системийн гол цөм гэдгийг бид олж мэдсэн.
Гол санаа: Микроконтроллер нь чип дээрх жижиг компьютерууд юм. Эдгээр нь өдөр тутмын төхөөрөмжид байдаг суулгагдсан системийн нэг хэсэг юм. Тэд CPU, санах ой, оролт/гаралтын порт зэрэг чухал хэсгүүдтэй. Програмчлал нь тэдний үйлдлийг удирддаг. Тэд машин, тоглоом, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийг ухаалаг, найдвартай болгоход тусалдаг. Эдгээр жижигхэн компьютерууд улам бүр сайжирсаар байгаа тул ирээдүйд илүү сонирхолтой боломжууд бий.
Микроконтроллерыг ойлгосноор бид технологи бидний өдөр тутмын амьдралд хэрхэн ажилладагийг ойлгож чадна. Эдгээр жижиг төхөөрөмжүүд нь бидний ертөнцийг илүү сайн, аюулгүй, сонирхолтой газар болгодог том туслагч юм.
