माइक्रोकन्ट्रोलर एउटा धेरै सानो कम्प्युटर हो। यो एउटा सानो चिपबाट बनेको हुन्छ। धेरै दैनिक उपकरणहरूले माइक्रोकन्ट्रोलरहरू प्रयोग गर्छन्। तिनीहरू एम्बेडेड प्रणाली भनिने ठूलो प्रणालीको भाग हुन्। एम्बेडेड प्रणाली भनेको कम्प्युटरलाई उपकरणमा निर्मित गर्नु हो। यसले उपकरणलाई यसको काम गर्न मद्दत गर्छ। माइक्रोकन्ट्रोलरहरू खेलौना, वाशिङ मेसिन र ट्राफिक लाइट जस्ता चीजहरू भित्र स्मार्ट सहयोगी हुन्।
यस पाठले तपाईंलाई माइक्रोकन्ट्रोलरहरू के हुन् र तिनीहरूले कसरी काम गर्छन् भनेर सिकाउनेछ। हामी तिनीहरूका भागहरू र तपाईंले हरेक दिन देख्ने धेरै उपकरणहरूमा तिनीहरू कसरी प्रयोग गरिन्छ भन्ने बारे सिक्नेछौं। हामीले प्रयोग गर्ने शब्दहरू सरल छन्। वाक्यहरू छोटो छन्। यसले तपाईंलाई विचारहरू सजिलै बुझ्न मद्दत गर्नेछ।
माइक्रोकन्ट्रोलर मेसिनहरूको लागि सानो मस्तिष्क जस्तै हो। यसले उपकरणलाई सोच्न र काम गर्न मद्दत गर्छ। माइक्रोकन्ट्रोलर भित्र एउटा सानो कम्प्युटर हुन्छ। यो कम्प्युटरले गणना गर्ने, निर्देशनहरू पालना गर्ने र निर्णय लिने जस्ता धेरै काम गर्छ।
माइक्रोकन्ट्रोलरलाई व्यस्त खेल मैदानमा सानो प्रबन्धकको रूपमा सोच्नुहोस्। प्रबन्धकले प्रत्येक खेलौनालाई के गर्ने भनेर बताउँछ। खेलौनाको बटन थिच्दा, माइक्रोकन्ट्रोलरले कुन आवाज निकाल्ने वा कुन प्रकाश देखाउने भनेर निर्णय गर्छ। सबै कुरा सही समयमा हुन्छ भनी सुनिश्चित गर्न यो द्रुत गतिमा काम गर्छ।
माइक्रोकन्ट्रोलरहरू विशेष हुन्छन् किनभने तिनीहरूले एउटा मात्र काम गर्छन्। तिनीहरूलाई पूर्ण कम्प्युटर जस्तै धेरै कामहरू गर्न बनाइएको हुँदैन। बरु, तिनीहरू एउटा काममा धेरै राम्रो हुन्छन्। उदाहरणका लागि, रिमोट कन्ट्रोल कारमा एउटा माइक्रोकन्ट्रोलर हुन्छ जसले पाङ्ग्राहरू कति छिटो चल्नुपर्छ र कुन दिशामा घुम्ने भनेर निर्णय गर्छ।
एउटा माइक्रोकन्ट्रोलरमा धेरै साना भागहरू हुन्छन् जुन सँगै काम गर्छन्। प्रत्येक भागको आफ्नै विशेष काम हुन्छ। यहाँ केही महत्त्वपूर्ण भागहरू दिइएका छन्:
यी सबै भागहरूले माइक्रोकन्ट्रोलरलाई स्मार्ट बनाउन सँगै काम गर्छन्। तिनीहरूले यो सुनिश्चित गर्छन् कि यसले के गर्न आवश्यक छ भनेर बुझ्न सक्छ र त्यसपछि यसलाई छिटो र सही तरिकाले गर्छ।
माइक्रोकन्ट्रोलरले निर्देशनहरूको सेट पालना गरेर काम गर्छ। यी निर्देशनहरू प्रोग्राम कसरी गर्ने भनेर जान्ने व्यक्तिद्वारा लेखिएका हुन्छन्। प्रोग्राम भनेको एउटा रेसिपी जस्तै हो जसले माइक्रोकन्ट्रोलरलाई कुन चरणहरू पालना गर्ने भनेर बताउँछ।
कल्पना गर्नुहोस् कि तपाईं कुकिज बेक गर्दै हुनुहुन्छ। तपाईं चरणबद्ध रूपमा रेसिपी पालना गर्नुहुन्छ। पहिले, तपाईंले सामग्रीहरू मिसाउनुहुन्छ। त्यसपछि, तपाईंले तिनीहरूलाई कुकी आकारमा थिच्नुहुन्छ। अन्तमा, तपाईंले तिनीहरूलाई ओभनमा बेक गर्नुहुन्छ। माइक्रोकन्ट्रोलरले आफ्नै रेसिपी पालना गर्छ। यसले प्रत्येक निर्देशनलाई एक-एक गरी पढ्छ र त्यसपछि सही कार्य गर्दछ।
यसलाई बुझ्ने एउटा सरल तरिका यहाँ छ:
यो प्रक्रिया धेरै छिटो हुन्छ। माइक्रोकन्ट्रोलरले छोटो समयमा धेरै निर्देशनहरू पालना गर्न सक्छ। यसले उपकरणले हरेक पटक सही तरिकाले काम गरिरहेको छ भनी सुनिश्चित गर्दछ।
कहिलेकाहीँ, इन्जिनियरहरूले माइक्रोकन्ट्रोलरले कति छिटो काम गर्छ भनेर व्याख्या गर्न सरल गणितीय सूत्र पनि प्रयोग गर्छन्। उदाहरणका लागि, तिनीहरूले माइक्रोकन्ट्रोलरको गति निम्नद्वारा दिइएको भन्न सक्छन्:
\( \textrm{गति} = \textrm{घडीको दर} \)
यो सूत्रले देखाउँछ कि माइक्रोकन्ट्रोलर भित्रको घडीले यसको सञ्चालनको गति सेट गर्न मद्दत गर्छ।
एम्बेडेड सिस्टम भनेको ठूलो उपकरणमा निर्मित विशेष कम्प्युटर प्रणाली हो। माइक्रोकन्ट्रोलर एम्बेडेड प्रणालीको मुख्य भाग हो। यसले उपकरणले काम गरिरहेको छ भनी सुनिश्चित गर्दछ। हाम्रो वरपर धेरै मेसिन र उपकरणहरू एम्बेडेड प्रणालीका उदाहरण हुन्।
उदाहरणका लागि, एउटा वासिङ मेसिनमा एम्बेडेड सिस्टम हुन्छ। जब तपाईंले वासिङ मेसिन सुरु गर्नुहुन्छ, माइक्रोकन्ट्रोलरले चरणहरूको श्रृंखला सुरु गर्छ। यसले पानीको प्रवाह, ड्रमको घुमाइ र वासिङ चक्रको समय नियन्त्रण गर्छ। यी प्रत्येक कार्यहरू निर्देशनहरूको सेट पछ्याउँदै माइक्रोकन्ट्रोलरद्वारा नियन्त्रित हुन्छन्।
इम्बेडेड प्रणालीहरू धेरै ठाउँहरूमा पाइन्छन्:
यी सबै उपकरणहरूमा साधारण काम गर्ने माइक्रोकन्ट्रोलर हुन्छ। माइक्रोकन्ट्रोलरले केही निर्देशनहरू पाउँछ र त्यसपछि उपकरणले राम्रोसँग र सुरक्षित रूपमा काम गरिरहेको छ भनी सुनिश्चित गर्छ।
माइक्रोकन्ट्रोलरहरू साना भए पनि, तिनीहरूलाई के गर्ने भनेर बताउनु आवश्यक छ। यो तिनीहरूलाई प्रोग्रामिङ गरेर गरिन्छ। प्रोग्रामिङ भनेको माइक्रोकन्ट्रोलरले पालना गर्न निर्देशनहरूको सेट लेख्नु हो।
निर्देशनहरूले माइक्रोकन्ट्रोलरलाई केहि हुँदा कसरी कार्य गर्ने भनेर बताउँछन्। उदाहरणका लागि, यदि बटन थिचियो भने, माइक्रोकन्ट्रोलरले बत्ती बाल्नु पर्ने हुन सक्छ। निर्देशनहरू धेरै सरल र पालना गर्न सजिलो छन्, जस्तै रेसिपीमा चरण-दर-चरण निर्देशनहरू।
एक इन्जिनियर वा प्रोग्रामरले कम्प्युटर भाषा प्रयोग गरेर यी निर्देशनहरू लेख्छन्। एकपटक लेखिएपछि, कार्यक्रम माइक्रोकन्ट्रोलरमा पठाइन्छ। त्यसपछि माइक्रोकन्ट्रोलरले यो कार्यक्रम पढ्छ र उपकरण प्रयोग गर्दा प्रत्येक पटक निर्देशनहरू पालना गर्दछ।
माइक्रोकन्ट्रोलर प्रोग्राम गर्ने प्रक्रिया भनेको सहयोगी रोबोटलाई स्पष्ट आदेश दिनु जस्तै हो। जब तपाईं आफ्नो साथीलाई ब्लक टावर बनाउन के गर्ने भनेर ठ्याक्कै बताउनुहुन्छ, तपाईं निर्देशन दिइरहनुभएको हुन्छ। माइक्रोकन्ट्रोलरले पनि उस्तै तरिकाले काम गर्छ। प्रत्येक आदेशले यसलाई अब के गर्ने भनेर बताउँछ।
माइक्रोकन्ट्रोलरहरू धेरै महत्त्वपूर्ण छन्। तिनीहरू हामीले हरेक दिन प्रयोग गर्ने धेरै चीजहरूमा छन्। माइक्रोकन्ट्रोलरहरू बिना, हाम्रो जीवन धेरै फरक हुने थियो। माइक्रोकन्ट्रोलरहरू किन विशेष छन् भन्ने केही कारणहरू यहाँ दिइएका छन्:
यी कारणहरूले गर्दा, माइक्रोकन्ट्रोलरहरू खेलौना, उपकरणहरू, र हामीलाई स्कूल लैजाने कारहरूमा पनि प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरू लगभग जहाँसुकै फिट हुन पर्याप्त साना हुन्छन्, तर तिनीहरूले चीजहरू सुचारु रूपमा चलाउन कडा परिश्रम गर्छन्।
माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले हामीलाई मद्दत गर्ने केही दैनिक उदाहरणहरू हेरौं:
यी उदाहरणहरूले देखाउँछन् कि माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले धेरै कामहरू सजिलो बनाउँछन्। तिनीहरूले दैनिक उपकरणहरू सहज र सुरक्षित रूपमा चलाउन मद्दत गर्छन्।
माइक्रोकन्ट्रोलरहरूलाई प्रायः अन्य उपकरणहरूसँग कुरा गर्न आवश्यक पर्दछ। तिनीहरूले यो काम हामीले सञ्चार प्रोटोकल भनिने प्रयोग गरेर गर्छन्। यसको अर्थ माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले सन्देशहरू आदानप्रदान गर्न नियमहरूको सेट पालना गर्छन्।
कल्पना गर्नुहोस् दुई बच्चाहरूले आफ्ना खेलौनाहरू बाँडिरहेका छन्। राम्रोसँग बाँड्नको लागि उनीहरूले एउटै भाषा बोल्नु आवश्यक छ। माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले पनि त्यस्तै काम गर्छन्। तिनीहरूले प्रश्नहरू सोध्न र जवाफ दिन सरल संकेतहरू प्रयोग गर्छन्। यसले उपकरणहरूलाई टोली जस्तै मिलेर काम गर्न मद्दत गर्छ।
उदाहरणका लागि, डिजिटल घडीमा रहेको माइक्रोकन्ट्रोलरले संख्याहरू प्रदर्शन गर्न संकेतहरू पठाउन सक्छ। खेलौनामा, बटन थिच्दा माइक्रोकन्ट्रोलरले हर्न बजाउन संकेत पठाउन सक्छ। यी साधारण सन्देशहरू उपकरणहरूलाई अन्तरक्रियात्मक र रमाइलो बनाउनको लागि महत्वपूर्ण छन्।
यद्यपि हामी यहाँ व्यावहारिक गतिविधिहरू गरिरहेका छैनौं, तपाईं एउटा साधारण प्रयोगको कल्पना गर्न सक्नुहुन्छ। भित्र माइक्रोकन्ट्रोलर भएको खेलौना कारलाई विचार गर्नुहोस्। जब तपाईं रिमोट कन्ट्रोल बटन थिच्नुहुन्छ, कार अगाडि बढ्न थाल्छ। यो किनभने माइक्रोकन्ट्रोलरले तपाईंको निर्देशन प्राप्त गर्दछ, यसलाई प्रशोधन गर्दछ, र त्यसपछि मोटरहरूलाई चलाउन भन्छ। यो प्रयोगले हामीलाई दैनिक खेलौनाहरूमा कसरी सानो कम्प्युटरले ठूलो परिवर्तन ल्याउन सक्छ भनेर हेर्न मद्दत गर्दछ।
तपाईं आफ्नो घरको बारेमा पनि सोच्न सक्नुहुन्छ। जब तपाईं डिजिटल घडी देख्नुहुन्छ, याद गर्नुहोस् कि यसको भित्र एउटा सानो माइक्रोकन्ट्रोलर काम गरिरहेको छ। यसले समय पढ्छ, परिवर्तनहरू प्रशोधन गर्छ, र डिस्प्ले अपडेट गर्छ। यो साधारण कार्यले तपाईंलाई माइक्रोकन्ट्रोलर र एम्बेडेड प्रणालीहरूको जादू देखाउँछ।
माइक्रोकन्ट्रोलरहरू केवल खेलौना र भान्साका उपकरणहरूमा मात्र छैनन्। तिनीहरू हाम्रो संसारका धेरै भागहरूमा महत्त्वपूर्ण छन्। यहाँ केही वास्तविक-विश्व अनुप्रयोगहरू छन्:
यी अनुप्रयोगहरूले देखाउँछन् कि माइक्रोकन्ट्रोलरहरू जताततै छन्। तिनीहरूले हाम्रा घरहरू, विद्यालयहरू, अस्पतालहरू र कारखानाहरूमा धेरै प्रणालीहरूलाई सहज रूपमा काम गर्न मद्दत गर्छन्। तिनीहरूले पृष्ठभूमिमा शान्तपूर्वक काम गरेर हाम्रो जीवनलाई राम्रो बनाउँछन्।
माइक्रोकन्ट्रोलरहरू स्मार्ट र साना हुँदै गइरहेका छन्। प्रविधिको प्रगतिसँगै, हामी तिनीहरूलाई प्रयोग गर्ने नयाँ तरिकाहरू खोजिरहेका छौं। भविष्यमा, माइक्रोकन्ट्रोलरहरू अझ धेरै उपकरणहरूमा फेला पार्न सकिन्छ। तिनीहरूले हाम्रो घर, यातायात, र हामीले सिक्ने तरिका पनि सुधार गर्न मद्दत गर्न सक्छन्।
नयाँ माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले अझ कम पावर प्रयोग गर्न सक्छन्। तिनीहरू छिटो काम गर्न र राम्रो प्रदर्शन गर्न सक्षम हुनेछन्। यसको अर्थ तपाईंका खेलौना, ग्याजेटहरू र स्मार्ट उपकरणहरू अझ स्मार्ट हुनेछन्। इन्जिनियरहरूले सधैं यी साना कम्प्युटरहरूलाई सुधार गर्न नयाँ तरिकाहरू खोजिरहेका हुन्छन्। यो रोमाञ्चक भविष्यले हाम्रो जीवनमा थप रचनात्मकता र थप उपयोगी मेसिनहरू ल्याउँछ।
हामीले कुरा सकाउनु अघि, आज हामीले माइक्रोकन्ट्रोलर र एम्बेडेड प्रणालीहरूको बारेमा सिकेका केही महत्त्वपूर्ण बुँदाहरू यहाँ दिइएका छन्:
यस पाठमा, हामीले सिक्यौं कि माइक्रोकन्ट्रोलर चिपमा रहेको सानो कम्प्युटर हो। यो एम्बेडेड प्रणालीको एक महत्त्वपूर्ण भाग हो। एम्बेडेड प्रणालीहरू खेलौना, माइक्रोवेभ, कार र घरका ग्याजेटहरू जस्ता धेरै दैनिक उपकरणहरूमा पाइन्छ।
हामीले पत्ता लगायौं कि माइक्रोकन्ट्रोलरहरूमा धेरै भागहरू हुन्छन्। CPU मस्तिष्क हो, मेमोरीले निर्देशनहरू भण्डारण गर्छ, र इनपुट/आउटपुट पोर्टहरूले अन्य भागहरूसँग सञ्चार गर्न मद्दत गर्दछ। घडीले समयको ट्र्याक राख्छ ताकि यी सबै भागहरू एकसाथ मिलेर काम गर्न सकून्।
हामीले माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले प्रोग्रामिङ निर्देशनहरूको सेट कसरी पालना गर्छन् भनेर पनि अन्वेषण गर्यौं। यो प्रोग्रामिङ एउटा नुस्खा जस्तै हो जसले माइक्रोकन्ट्रोलरलाई के गर्ने भनेर चरणबद्ध रूपमा बताउँछ। यो सरल प्रक्रियाले उपकरण भरपर्दो र सुरक्षित छ भनी सुनिश्चित गर्दछ।
यसबाहेक, हामीले देख्यौं कि माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले साधारण संकेतहरू प्रयोग गरेर अन्य उपकरणहरूसँग सञ्चार गर्छन्। तिनीहरूले सन्देशहरू साझा गर्न विशेष नियमहरू पालना गर्छन्। यसले उपकरणहरूलाई टोलीको रूपमा काम गर्न, सँगै काम गर्न र आफ्नो कार्यहरू पूरा गर्न अनुमति दिन्छ।
वास्तविक-विश्व अनुप्रयोगहरूले देखाउँछन् कि माइक्रोकन्ट्रोलरहरूले हाम्रो दैनिक जीवनमा सुधार ल्याउँछन्। तिनीहरू कारहरूमा उपस्थित हुन्छन्, जसले इन्जिन र सुरक्षा सुविधाहरू नियन्त्रण गर्न मद्दत गर्दछ। चिकित्सा उपकरणहरू र औद्योगिक मेसिनहरू पनि यी साना कम्प्युटरहरूमा निर्भर हुन्छन्। धुने मेसिन र डिजिटल घडी जस्ता घरायसी वस्तुहरू पनि माइक्रोकन्ट्रोलरहरूको मद्दतले काम गर्छन्।
भविष्यमा हेर्दा, माइक्रोकन्ट्रोलरहरू अझ राम्रो हुँदै जानेछन्। तिनीहरू छिटो हुनेछन्, कम पावर प्रयोग गर्नेछन्, र अझ धेरै उपकरणहरूमा फेला पर्नेछन्। यो प्रगतिले स्मार्ट र थप अन्तरक्रियात्मक प्रविधिहरूको साथ भविष्य सिर्जना गर्न मद्दत गर्नेछ।
यस पाठले हामीलाई माइक्रोकन्ट्रोलरहरू के हुन्, तिनीहरूले कसरी काम गर्छन्, र तिनीहरू किन महत्त्वपूर्ण छन् भन्ने बारे स्पष्ट विचार दिएको छ। हामीले सिक्यौं कि यी साना कम्प्युटरहरू धेरै एम्बेडेड प्रणालीहरूको मुटुमा छन् जसले हाम्रो संसारलाई काम गर्छ।
मुख्य बुँदाहरू: माइक्रोकन्ट्रोलरहरू चिप्समा आधारित साना कम्प्युटरहरू हुन्। तिनीहरू दैनिक उपकरणहरूमा पाइने एम्बेडेड प्रणालीहरूको भाग हुन्। तिनीहरूमा CPU, मेमोरी, र इनपुट/आउटपुट पोर्टहरू जस्ता महत्त्वपूर्ण भागहरू हुन्छन्। प्रोग्रामिङले तिनीहरूको कार्यहरूलाई निर्देशित गर्दछ। तिनीहरूले कार, खेलौना, र घरेलु उपकरणहरूलाई स्मार्ट र भरपर्दो बनाउन मद्दत गर्छन्। यी साना कम्प्युटरहरूले निरन्तर सुधार गर्दै जाँदा भविष्यमा अझ रोमाञ्चक अवसरहरू छन्।
माइक्रोकन्ट्रोलरहरू बुझेर, हामी हाम्रो दैनिक जीवनमा प्रविधिले कसरी काम गर्छ भनेर बुझ्न सक्छौं। यी साना उपकरणहरू हाम्रो संसारलाई राम्रो, सुरक्षित र थप रोचक ठाउँ बनाउने ठूला सहयोगी हुन्।
