Një mikrokontrollues është një kompjuter shumë i vogël. Është bërë nga një çip i vogël. Shumë pajisje të përditshme përdorin mikrokontrollues. Ato janë pjesë e një sistemi më të madh të quajtur një sistem i integruar. Një sistem i integruar është kur një kompjuter është i integruar në një pajisje. Kjo e ndihmon pajisjen të bëjë punën e saj. Mikrokontrolluesit janë ndihmës të zgjuar brenda gjërave si lodrat, lavatriçet dhe madje edhe semaforët.
Ky mësim do t'ju mësojë se çfarë janë mikrokontrolluesit dhe si funksionojnë ata. Ne do të mësojmë për pjesët e tyre dhe se si ato përdoren në shumë pajisje që shihni çdo ditë. Fjalët që përdorim janë të thjeshta. Fjalitë janë të shkurtra. Kjo do t'ju ndihmojë të kuptoni lehtësisht idetë.
Një mikrokontrollues është si një tru i vogël për makineritë. Ndihmon një pajisje të mendojë dhe të punojë. Brenda mikrokontrolluesit ka një kompjuter të vogël. Ky kompjuter bën shumë gjëra si numërimi, ndjekja e udhëzimeve dhe marrja e vendimeve.
Mendoni për një mikrokontrollues si një menaxher të vogël në një shesh lojrash të zënë. Menaxheri i tregon secilës lodër se çfarë të bëjë. Kur shtypet një buton në një lodër, mikrokontrolluesi vendos se çfarë tingulli të lëshojë ose çfarë drite të shfaqë. Punon shpejt për t'u siguruar që gjithçka të ndodhë në kohën e duhur.
Mikrokontrolluesit janë të veçantë sepse bëjnë vetëm një punë. Ata nuk janë bërë për të bërë shumë detyra si një kompjuter i plotë. Në vend të kësaj, ata janë shumë të mirë në një gjë. Për shembull, një makinë me telekomandë ka një mikrokontrollues që vendos se sa shpejt duhet të lëvizin rrotat dhe në cilën anë të rrotullohen.
Një mikrokontrollues ka shumë pjesë të vogla që punojnë së bashku. Secila pjesë ka punën e saj të veçantë. Këtu janë disa nga pjesët e rëndësishme:
Të gjitha këto pjesë punojnë së bashku për ta bërë mikrokontrolluesin inteligjent. Ata sigurohen që mund të kuptojë se çfarë duhet të bëjë dhe më pas ta bëjë atë shpejt dhe saktë.
Një mikrokontrollues funksionon duke ndjekur një sërë udhëzimesh. Këto udhëzime janë shkruar nga një person që di të programojë. Një program është si një recetë që i tregon mikrokontrolluesit se çfarë hapash duhet të ndjekë.
Imagjinoni që jeni duke pjekur biskota. Ju ndiqni një recetë hap pas hapi. Fillimisht përzieni përbërësit. Më pas, i shtypni ato në forma biskotash. Në fund i piqni në furrë. Një mikrokontrollues ndjek recetën e tij. Ai lexon çdo udhëzim një nga një dhe më pas kryen veprimin e duhur.
Këtu është një mënyrë e thjeshtë për ta kuptuar atë:
Ky proces ndodh shumë shpejt. Mikrokontrolluesi mund të ndjekë shumë udhëzime në një kohë të shkurtër. Siguron që pajisja të funksionojë si duhet çdo herë.
Ndonjëherë, inxhinierët përdorin edhe një formulë të thjeshtë matematikore për të ndihmuar në shpjegimin se sa shpejt funksionon një mikrokontrollues. Për shembull, ata mund të thonë se shpejtësia e mikrokontrolluesit jepet nga:
\( \textrm{Shpejtësia} = \textrm{Norma e orës} \)
Kjo formulë tregon se ora brenda mikrokontrolluesit ndihmon në përcaktimin e shpejtësisë së funksionimit të tij.
Një sistem i integruar është një sistem i veçantë kompjuterik i ndërtuar në një pajisje më të madhe. Mikrokontrolluesi është pjesa kryesore e një sistemi të integruar. Siguron që pajisja të funksionojë ashtu siç duhet. Shumë makina dhe pajisje rreth nesh janë shembuj të sistemeve të ngulitura.
Për shembull, një makinë larëse ka një sistem të integruar. Kur filloni makinën larëse, mikrokontrolluesi fillon një sërë hapash. Ai kontrollon rrjedhën e ujit, rrotullimin e kazanit dhe kohën e ciklit të larjes. Secili prej këtyre veprimeve kontrollohet nga mikrokontrolluesi duke ndjekur një sërë udhëzimesh.
Sistemet e integruara gjenden në shumë vende:
Të gjitha këto pajisje kanë një mikrokontrollues që bën një punë të thjeshtë. Mikrokontrolluesi merr disa udhëzime dhe më pas sigurohet që pajisja të funksionojë siç duhet dhe të sigurt.
Edhe pse mikrokontrolluesit janë të vegjël, atyre u duhet thënë se çfarë të bëjnë. Kjo bëhet duke i programuar ato. Programimi nënkupton shkrimin e një grupi udhëzimesh që mikrokontrolluesi duhet të ndjekë.
Udhëzimet i tregojnë mikrokontrolluesit se si të veprojë kur ndodh diçka. Për shembull, nëse shtypet një buton, mikrokontrolluesi mund të duhet të ndezë një dritë. Udhëzimet janë shumë të thjeshta dhe të lehta për t'u ndjekur, ashtu si udhëzimet hap pas hapi në një recetë.
Një inxhinier ose një programues i shkruan këto udhëzime duke përdorur një gjuhë kompjuteri. Pasi të shkruhet, programi dërgohet te mikrokontrolluesi. Më pas mikrokontrolluesi lexon këtë program dhe ndjek udhëzimet sa herë që përdoret pajisja.
Procesi i programimit të një mikrokontrollues është si t'i japësh urdhra të qarta një roboti të dobishëm. Kur i tregon një miku saktësisht se çfarë duhet të bëjë për t'ju ndihmuar të ndërtoni një kullë blloku, ju po i jepni udhëzime. Mikrokontrolluesi funksionon në të njëjtën mënyrë. Çdo komandë i tregon asaj se çfarë të bëjë më pas.
Mikrokontrolluesit janë shumë të rëndësishëm. Ato janë në shumë gjëra që ne përdorim çdo ditë. Pa mikrokontrolluesit, jeta jonë do të ishte shumë e ndryshme. Këtu janë disa arsye pse mikrokontrolluesit janë të veçantë:
Për këto arsye, mikrokontrolluesit përdoren në lodra, pajisje, madje edhe në makinat që na çojnë në shkollë. Ato janë mjaft të vogla për t'u përshtatur pothuajse kudo, por punojnë shumë për t'i mbajtur gjërat të ecin pa probleme.
Le të shohim disa shembuj të përditshëm ku mikrokontrolluesit na ndihmojnë:
Këta shembuj tregojnë se mikrokontrolluesit lehtësojnë shumë punë. Ato ndihmojnë në funksionimin pa probleme dhe të sigurt të pajisjeve të përditshme.
Mikrokontrolluesit shpesh duhet të flasin me pajisje të tjera. Ata e bëjnë këtë duke përdorur atë që ne i quajmë protokolle komunikimi. Kjo do të thotë që mikrokontrolluesit ndjekin një sërë rregullash për të shkëmbyer mesazhe.
Imagjinoni dy fëmijë që ndajnë lodrat e tyre. Ata duhet të flasin të njëjtën gjuhë për të ndarë siç duhet. Mikrokontrolluesit bëjnë të njëjtën gjë. Ata përdorin sinjale të thjeshta për të bërë dhe për t'iu përgjigjur pyetjeve. Kjo i ndihmon pajisjet të punojnë së bashku si një ekip.
Për shembull, një mikrokontrollues në një orë dixhitale mund të dërgojë sinjale për të shfaqur numrat. Në një lodër, një mikrokontrollues mund të dërgojë një sinjal për të dhënë një bori kur shtypet një buton. Këto mesazhe të thjeshta janë çelësi për t'i bërë pajisjet interaktive dhe argëtuese.
Megjithëse këtu nuk po bëjmë aktivitete praktike, mund të imagjinoni një eksperiment të thjeshtë. Konsideroni një makinë lodër me një mikrokontrollues brenda. Kur shtypni një buton të telekomandës, makina fillon të ecë përpara. Kjo ndodh sepse mikrokontrolluesi merr udhëzimet tuaja, e përpunon atë dhe më pas u thotë motorëve të funksionojnë. Ky eksperiment na ndihmon të shohim se si një kompjuter i vogël mund të bëjë një ndryshim të madh në lodrat e përditshme.
Ju gjithashtu mund të mendoni për shtëpinë tuaj. Kur shihni një orë dixhitale, mbani mend se një mikrokontrollues i vogël është duke punuar brenda saj. Ai lexon kohën, përpunon ndryshimet dhe përditëson ekranin. Ky veprim i thjeshtë ju tregon magjinë e mikrokontrolluesve dhe sistemeve të integruara.
Mikrokontrolluesit nuk janë vetëm tek lodrat dhe pajisjet e kuzhinës. Ato janë të rëndësishme në shumë pjesë të botës sonë. Këtu janë disa aplikacione të botës reale:
Këto aplikacione tregojnë se mikrokontrolluesit janë kudo. Ato ndihmojnë shumë sisteme të funksionojnë pa probleme në shtëpitë, shkollat, spitalet dhe fabrikat tona. Ata na e bëjnë jetën më të mirë duke punuar në heshtje në sfond.
Mikrokontrolluesit vazhdojnë të bëhen më të zgjuar dhe më të vegjël. Ndërsa teknologjia përparon, ne po gjejmë mënyra të reja për t'i përdorur ato. Në të ardhmen, mikrokontrolluesit mund të gjenden edhe në më shumë pajisje. Ato mund të ndihmojnë në përmirësimin e shtëpive tona, transportit dhe madje edhe mënyrën se si mësojmë.
Mikrokontrolluesit e rinj mund të përdorin edhe më pak energji. Ata do të jenë në gjendje të punojnë më shpejt dhe të performojnë më mirë. Kjo do të thotë që lodrat, pajisjet dhe pajisjet tuaja inteligjente do të bëhen edhe më të zgjuara. Inxhinierët janë gjithmonë në kërkim të mënyrave të reja për të përmirësuar këta kompjuterë të vegjël. Kjo e ardhme emocionuese sjell më shumë kreativitet dhe makineri më të dobishme në jetën tonë.
Para se të përfundojmë, këtu janë disa pika të rëndësishme që kemi mësuar sot rreth mikrokontrolluesve dhe sistemeve të integruara:
Në këtë mësim, mësuam se një mikrokontrollues është një kompjuter i vogël në një çip. Është një pjesë e rëndësishme e një sistemi të integruar. Sistemet e integruara gjenden në shumë pajisje të përditshme si lodra, mikrovalë, makina dhe pajisje shtëpiake.
Ne zbuluam se mikrokontrolluesit kanë disa pjesë. CPU është truri, memoria ruan udhëzimet dhe portat hyrëse/dalëse ndihmojnë në komunikimin me pjesët e tjera. Ora mban gjurmët e kohës në mënyrë që të gjitha këto pjesë të mund të punojnë së bashku në harmoni.
Ne gjithashtu eksploruam se si mikrokontrolluesit ndjekin një sërë udhëzimesh programimi. Ky programim është si një recetë që i tregon mikrokontrolluesit se çfarë të bëjë, hap pas hapi. Ky proces i thjeshtë siguron që pajisja të jetë e besueshme dhe e sigurt.
Për më tepër, ne pamë që mikrokontrolluesit komunikojnë me pajisje të tjera duke përdorur sinjale të thjeshta. Ata ndjekin rregulla specifike për të ndarë mesazhet. Kjo i lejon pajisjet të veprojnë si një ekip, duke punuar së bashku për të përfunduar detyrat e tyre.
Aplikacionet e botës reale tregojnë se mikrokontrolluesit përmirësojnë jetën tonë të përditshme. Ato janë të pranishme në makina, duke ndihmuar në kontrollin e motorit dhe veçorive të sigurisë. Pajisjet mjekësore dhe makinat industriale gjithashtu mbështeten në këta kompjuterë të vegjël. Edhe sendet shtëpiake si makinat larëse dhe orët dixhitale funksionojnë me ndihmën e mikrokontrolluesve.
Duke parë përpara, mikrokontrolluesit do të vazhdojnë të përmirësohen. Ata do të jenë më të shpejtë, do të përdorin më pak energji dhe do të gjenden në akoma më shumë pajisje. Ky përparim do të ndihmojë në krijimin e një të ardhmeje me teknologji më të zgjuara dhe më ndërvepruese.
Ky mësim na ka dhënë një ide të qartë se çfarë janë mikrokontrolluesit, si funksionojnë dhe pse janë të rëndësishëm. Mësuam se këta kompjuterë të vegjël janë në zemër të shumë sistemeve të integruara që e bëjnë botën tonë të funksionojë.
Pikat kryesore: Mikrokontrolluesit janë kompjuterë të vegjël në çipa. Ato janë pjesë e sistemeve të ngulitura që gjenden në pajisjet e përditshme. Ata kanë pjesë të rëndësishme si CPU, memorie dhe porte hyrëse/dalëse. Programimi drejton veprimet e tyre. Ato ndihmojnë për t'i bërë makinat, lodrat dhe pajisjet shtëpiake të zgjuara dhe të besueshme. E ardhmja ka mundësi edhe më emocionuese pasi këta kompjuterë të vegjël vazhdojnë të përmirësohen.
Duke kuptuar mikrokontrolluesit, ne mund të vlerësojmë se si funksionon teknologjia në jetën tonë të përditshme. Këto pajisje të vogla janë ndihmës të mëdhenj që e bëjnë botën tonë një vend më të mirë, më të sigurt dhe më interesant.
