Ang microcontroller ay isang napakaliit na computer. Ito ay gawa sa isang maliit na chip. Maraming pang-araw-araw na device ang gumagamit ng mga microcontroller. Ang mga ito ay bahagi ng isang mas malaking sistema na tinatawag na isang naka-embed na sistema. Ang isang naka-embed na sistema ay kapag ang isang computer ay binuo sa isang aparato. Tinutulungan nito ang device na gawin ang trabaho nito. Ang mga microcontroller ay matalinong katulong sa loob ng mga bagay tulad ng mga laruan, washing machine, at maging ang mga traffic light.
Ang araling ito ay magtuturo sa iyo kung ano ang mga microcontroller at kung paano gumagana ang mga ito. Malalaman natin ang tungkol sa kanilang mga bahagi at kung paano ginagamit ang mga ito sa maraming device na nakikita mo araw-araw. Simple lang ang mga salitang ginagamit natin. Maikli ang mga pangungusap. Makakatulong ito sa iyo na madaling maunawaan ang mga ideya.
Ang microcontroller ay parang maliit na utak para sa mga makina. Nakakatulong ito sa isang device na mag-isip at gumana. Sa loob ng microcontroller, mayroong isang maliit na computer. Ang computer na ito ay gumagawa ng maraming bagay tulad ng pagbibilang, pagsunod sa mga tagubilin, at paggawa ng mga desisyon.
Isipin ang isang microcontroller bilang isang maliit na manager sa isang abalang palaruan. Ang manager ay nagsasabi sa bawat laruan kung ano ang gagawin. Kapag pinindot ang isang button sa isang laruan, ang microcontroller ang magpapasya kung anong tunog ang gagawin o kung anong liwanag ang ipapakita. Mabilis itong gumagana upang matiyak na mangyayari ang lahat sa tamang oras.
Ang mga microcontroller ay espesyal dahil isang trabaho lang ang ginagawa nila. Hindi sila ginawang gumawa ng maraming gawain tulad ng isang buong computer. Sa halip, napakahusay nila sa isang bagay. Halimbawa, ang isang remote control na kotse ay may microcontroller na nagpapasya kung gaano kabilis dapat gumalaw ang mga gulong at kung aling paraan ang liliko.
Ang isang microcontroller ay may maraming maliliit na bahagi na nagtutulungan. Ang bawat bahagi ay may sariling espesyal na trabaho. Narito ang ilan sa mahahalagang bahagi:
Ang lahat ng mga bahaging ito ay nagtutulungan upang gawing matalino ang microcontroller. Tinitiyak nila na mauunawaan nito kung ano ang kailangan nitong gawin at pagkatapos ay gawin ito nang mabilis at tama.
Gumagana ang isang microcontroller sa pamamagitan ng pagsunod sa isang hanay ng mga tagubilin. Ang mga tagubiling ito ay isinulat ng isang taong marunong magprograma. Ang isang programa ay parang isang recipe na nagsasabi sa microcontroller kung anong mga hakbang ang dapat sundin.
Isipin na nagluluto ka ng cookies. Sundin mo ang isang recipe nang hakbang-hakbang. Una, paghaluin mo ang mga sangkap. Susunod, pinindot mo ang mga ito sa mga hugis ng cookie. Sa wakas, lutuin mo ang mga ito sa oven. Ang isang microcontroller ay sumusunod sa sarili nitong recipe. Binabasa nito ang bawat tagubilin nang paisa-isa at pagkatapos ay nagsasagawa ng tamang aksyon.
Narito ang isang simpleng paraan upang maunawaan ito:
Ang prosesong ito ay nangyayari nang napakabilis. Maaaring sundin ng microcontroller ang maraming mga tagubilin sa maikling panahon. Tinitiyak nito na gumagana nang tama ang device sa bawat oras.
Minsan, gumagamit pa nga ang mga inhinyero ng simpleng formula sa matematika upang makatulong na ipaliwanag kung gaano kabilis gumagana ang isang microcontroller. Halimbawa, masasabi nilang ang bilis ng microcontroller ay ibinibigay ng:
\( \textrm{Bilis} = \textrm{Rate ng Orasan} \)
Ipinapakita ng formula na ito na ang orasan sa loob ng microcontroller ay nakakatulong na itakda ang bilis ng mga operasyon nito.
Ang isang naka-embed na sistema ay isang espesyal na sistema ng computer na binuo sa isang mas malaking aparato. Ang microcontroller ay ang pangunahing bahagi ng isang naka-embed na sistema. Tinitiyak nito na gumagana ang device ayon sa nararapat. Maraming mga makina at device sa paligid natin ang mga halimbawa ng mga naka-embed na system.
Halimbawa, ang washing machine ay may naka-embed na sistema. Kapag sinimulan mo ang washing machine, magsisimula ang microcontroller ng isang serye ng mga hakbang. Kinokontrol nito ang daloy ng tubig, ang pag-ikot ng drum, at ang timing ng cycle ng paghuhugas. Ang bawat isa sa mga pagkilos na ito ay kinokontrol ng microcontroller na sumusunod sa isang hanay ng mga tagubilin.
Ang mga naka-embed na system ay matatagpuan sa maraming lugar:
Ang lahat ng mga aparatong ito ay may isang microcontroller na gumagawa ng isang simpleng trabaho. Ang microcontroller ay nakakakuha ng ilang mga tagubilin at pagkatapos ay tinitiyak na ang aparato ay gumagana nang maayos at ligtas.
Kahit na ang mga microcontroller ay maliit, kailangan nilang sabihin kung ano ang gagawin. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagprograma sa kanila. Ang ibig sabihin ng programming ay pagsulat ng isang set ng mga tagubilin para sundin ng microcontroller.
Ang mga tagubilin ay nagsasabi sa microcontroller kung paano kumilos kapag may nangyari. Halimbawa, kung pinindot ang isang button, maaaring kailanganin ng microcontroller na magbukas ng ilaw. Ang mga tagubilin ay napaka-simple at madaling sundin, tulad ng sunud-sunod na mga direksyon sa isang recipe.
Ang isang inhinyero o isang programmer ay nagsusulat ng mga tagubiling ito gamit ang isang wika sa computer. Sa sandaling nakasulat, ang programa ay ipinadala sa microcontroller. Pagkatapos ay binabasa ng microcontroller ang program na ito at sinusunod ang mga tagubilin sa tuwing ginagamit ang device.
Ang proseso ng pagprograma ng isang microcontroller ay tulad ng pagbibigay ng malinaw na mga order sa isang kapaki-pakinabang na robot. Kapag sinabi mo sa isang kaibigan nang eksakto kung ano ang gagawin upang matulungan kang bumuo ng isang block tower, nagbibigay ka ng mga tagubilin. Ang microcontroller ay gumagana sa parehong paraan. Ang bawat utos ay nagsasabi dito kung ano ang susunod na gagawin.
Napakahalaga ng mga microcontroller. Ang mga ito ay nasa maraming bagay na ginagamit natin araw-araw. Kung wala ang mga microcontroller, magiging ibang-iba ang ating buhay. Narito ang ilang dahilan kung bakit espesyal ang mga microcontroller:
Dahil sa mga kadahilanang ito, ang mga microcontroller ay ginagamit sa mga laruan, appliances, at maging sa mga sasakyang maghahatid sa atin sa paaralan. Ang mga ito ay sapat na maliit upang magkasya halos kahit saan, ngunit sila ay nagsisikap na panatilihing maayos ang mga bagay.
Tingnan natin ang ilang pang-araw-araw na halimbawa kung saan tinutulungan tayo ng mga microcontroller:
Ipinapakita ng mga halimbawang ito na pinapadali ng mga microcontroller ang maraming trabaho. Tumutulong sila sa pagpapatakbo ng mga pang-araw-araw na device nang maayos at ligtas.
Ang mga microcontroller ay madalas na kailangang makipag-usap sa iba pang mga aparato. Ginagawa nila ito gamit ang tinatawag nating mga protocol ng komunikasyon. Nangangahulugan ito na ang mga microcontroller ay sumusunod sa isang hanay ng mga patakaran upang makipagpalitan ng mga mensahe.
Isipin ang dalawang bata na nagbabahagi ng kanilang mga laruan. Kailangan nilang magsalita ng parehong wika upang makapagbahagi ng maayos. Ang mga microcontroller ay gumagawa ng parehong bagay. Gumagamit sila ng mga simpleng senyales upang magtanong at sumagot ng mga tanong. Nakakatulong ito sa mga device na gumana nang sama-sama bilang isang team.
Halimbawa, ang isang microcontroller sa isang digital na orasan ay maaaring magpadala ng mga signal upang ipakita ang mga numero. Sa isang laruan, ang isang microcontroller ay maaaring magpadala ng isang senyas upang magpatunog ng isang busina kapag pinindot ang isang pindutan. Ang mga simpleng mensaheng ito ay susi sa paggawa ng mga device na interactive at masaya.
Bagama't hindi kami gumagawa ng mga hands-on na aktibidad dito, maaari mong isipin ang isang simpleng eksperimento. Isaalang-alang ang isang laruang kotse na may microcontroller sa loob. Kapag pinindot mo ang isang remote control button, ang sasakyan ay magsisimulang umusad. Ito ay dahil natatanggap ng microcontroller ang iyong pagtuturo, pinoproseso ito, at pagkatapos ay sasabihin sa mga motor na tumakbo. Tinutulungan kami ng eksperimentong ito na makita kung paano makakagawa ng malaking pagkakaiba ang isang maliit na computer sa pang-araw-araw na mga laruan.
Maaari mo ring isipin ang tungkol sa iyong tahanan. Kapag nakakita ka ng isang digital na orasan, tandaan na ang isang maliit na microcontroller ay gumagana sa loob nito. Binabasa nito ang oras, pinoproseso ang mga pagbabago, at ina-update ang display. Ang simpleng pagkilos na ito ay nagpapakita sa iyo ng mahika ng mga microcontroller at naka-embed na system.
Ang mga microcontroller ay hindi lamang sa mga laruan at kagamitan sa kusina. Mahalaga sila sa maraming bahagi ng ating mundo. Narito ang ilang mga real-world na application:
Ang mga application na ito ay nagpapakita na ang mga microcontroller ay nasa lahat ng dako. Tinutulungan nila ang maraming sistema na gumana nang maayos sa ating mga tahanan, paaralan, ospital, at pabrika. Pinapabuti nila ang ating buhay sa pamamagitan ng tahimik na pagtatrabaho sa background.
Ang mga microcontroller ay patuloy na nagiging mas matalino at mas maliit. Habang umuunlad ang teknolohiya, nakakahanap kami ng mga bagong paraan para magamit ang mga ito. Sa hinaharap, ang mga microcontroller ay maaaring matagpuan sa higit pang mga device. Maaari silang makatulong na mapabuti ang ating mga tahanan, transportasyon, at maging kung paano tayo natututo.
Maaaring gumamit ng mas kaunting kapangyarihan ang mga bagong microcontroller. Mas mabilis silang makakapagtrabaho at makakapag-perform nang mas mahusay. Nangangahulugan ito na ang iyong mga laruan, gadget, at smart device ay magiging mas matalino. Ang mga inhinyero ay palaging naghahanap ng mga bagong paraan upang mapabuti ang maliliit na computer na ito. Ang kapana-panabik na hinaharap na ito ay nagdadala ng higit na pagkamalikhain at mas kapaki-pakinabang na mga makina sa ating buhay.
Bago tayo matapos, narito ang ilang mahahalagang punto na natutunan natin ngayon tungkol sa mga microcontroller at naka-embed na system:
Sa araling ito, nalaman natin na ang microcontroller ay isang maliit na computer sa isang chip. Ito ay isang mahalagang bahagi ng isang naka-embed na sistema. Ang mga naka-embed na system ay matatagpuan sa maraming pang-araw-araw na device tulad ng mga laruan, microwave, kotse, at mga gadget sa bahay.
Natuklasan namin na ang mga microcontroller ay may ilang bahagi. Ang CPU ay ang utak, mga tagubilin sa pag-iimbak ng memorya, at ang mga input/output port ay tumutulong sa pakikipag-ugnayan sa ibang mga bahagi. Sinusubaybayan ng orasan ang oras upang ang lahat ng mga bahaging ito ay maaaring gumana nang magkakasuwato.
Ginalugad din namin kung paano sinusunod ng mga microcontroller ang isang set ng mga tagubilin sa programming. Ang programming na ito ay tulad ng isang recipe na nagsasabi sa microcontroller kung ano ang gagawin, hakbang-hakbang. Tinitiyak ng simpleng prosesong ito na maaasahan at ligtas ang device.
Higit pa rito, nakita namin na ang mga microcontroller ay nakikipag-usap sa iba pang mga device gamit ang mga simpleng signal. Sinusunod nila ang mga partikular na panuntunan upang magbahagi ng mga mensahe. Nagbibigay-daan ito sa mga device na kumilos bilang isang team, na nagtutulungan upang makumpleto ang kanilang mga gawain.
Ipinapakita ng mga real-world na application na pinapabuti ng mga microcontroller ang ating pang-araw-araw na buhay. Ang mga ito ay naroroon sa mga kotse, na tumutulong na kontrolin ang makina at mga tampok sa kaligtasan. Umaasa din ang mga medikal na kagamitan at makinang pang-industriya sa maliliit na computer na ito. Maging ang mga gamit sa bahay tulad ng mga washing machine at digital na orasan ay gumagana sa tulong ng mga microcontroller.
Inaasahan, ang mga microcontroller ay patuloy na magiging mas mahusay. Sila ay magiging mas mabilis, gagamit ng mas kaunting kapangyarihan, at makikita sa mas maraming device. Makakatulong ang pag-unlad na ito na lumikha ng hinaharap na may mas matalinong at mas interactive na mga teknolohiya.
Ang araling ito ay nagbigay sa amin ng malinaw na ideya kung ano ang mga microcontroller, kung paano gumagana ang mga ito, at kung bakit mahalaga ang mga ito. Nalaman namin na ang maliliit na computer na ito ay nasa puso ng maraming naka-embed na system na nagpapagana sa ating mundo.
Mga Pangunahing Punto: Ang mga microcontroller ay maliliit na computer sa mga chips. Ang mga ito ay bahagi ng mga naka-embed na system na matatagpuan sa mga pang-araw-araw na device. Mayroon silang mahahalagang bahagi tulad ng CPU, memory, at input/output port. Ginagabayan ng programming ang kanilang mga aksyon. Tumutulong sila na gawing matalino at maaasahan ang mga kotse, laruan, at kagamitan sa bahay. Ang hinaharap ay nagtataglay ng mas kapana-panabik na mga pagkakataon habang ang maliliit na computer na ito ay patuloy na umuunlad.
Sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga microcontroller, maaari nating pahalagahan kung paano gumagana ang teknolohiya sa ating pang-araw-araw na buhay. Ang maliliit na device na ito ay malaking katulong na ginagawang mas mahusay, mas ligtas, at mas kawili-wiling lugar ang ating mundo.
