مائکروکنٹرولر ایک بہت چھوٹا کمپیوٹر ہے۔ یہ ایک چھوٹی سی چپ سے بنا ہے۔ بہت سے روزمرہ کے آلات مائیکرو کنٹرولرز استعمال کرتے ہیں۔ وہ ایک بڑے سسٹم کا حصہ ہیں جسے ایمبیڈڈ سسٹم کہتے ہیں۔ ایمبیڈڈ سسٹم وہ ہوتا ہے جب کمپیوٹر کسی ڈیوائس میں بنایا جاتا ہے۔ یہ آلہ کو اپنا کام کرنے میں مدد کرتا ہے۔ مائیکرو کنٹرولرز کھلونوں، واشنگ مشینوں اور یہاں تک کہ ٹریفک لائٹس جیسی چیزوں کے اندر سمارٹ مددگار ہیں۔
یہ سبق آپ کو سکھائے گا کہ مائیکرو کنٹرولرز کیا ہیں اور وہ کیسے کام کرتے ہیں۔ ہم ان کے پرزوں کے بارے میں جانیں گے اور یہ سیکھیں گے کہ وہ بہت سے آلات میں کیسے استعمال ہوتے ہیں جو آپ ہر روز دیکھتے ہیں۔ جو الفاظ ہم استعمال کرتے ہیں وہ سادہ ہیں۔ جملے مختصر ہیں۔ اس سے آپ کو خیالات کو آسانی سے سمجھنے میں مدد ملے گی۔
مائیکرو کنٹرولر مشینوں کے لیے ایک چھوٹے دماغ کی طرح ہوتا ہے۔ یہ آلہ سوچنے اور کام کرنے میں مدد کرتا ہے۔ مائکروکنٹرولر کے اندر، ایک چھوٹا سا کمپیوٹر ہے۔ یہ کمپیوٹر بہت سے کام کرتا ہے جیسے گنتی، ہدایات پر عمل کرنا، اور فیصلے کرنا۔
ایک مصروف کھیل کے میدان میں ایک چھوٹے مینیجر کے طور پر مائکرو کنٹرولر کے بارے میں سوچئے۔ مینیجر ہر کھلونا کو بتاتا ہے کہ کیا کرنا ہے۔ جب کسی کھلونے پر بٹن دبایا جاتا ہے، تو مائیکرو کنٹرولر فیصلہ کرتا ہے کہ کون سی آواز نکالنی ہے یا کون سی روشنی دکھانی ہے۔ یہ یقینی بنانے کے لیے تیزی سے کام کرتا ہے کہ سب کچھ صحیح وقت پر ہو۔
مائیکرو کنٹرولرز خاص ہیں کیونکہ وہ صرف ایک کام کرتے ہیں۔ وہ ایک مکمل کمپیوٹر کی طرح بہت سے کام کرنے کے لیے نہیں بنائے گئے ہیں۔ اس کے بجائے، وہ ایک چیز میں بہت اچھے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک ریموٹ کنٹرول کار میں ایک مائیکرو کنٹرولر ہوتا ہے جو فیصلہ کرتا ہے کہ پہیوں کو کتنی تیزی سے حرکت کرنی چاہیے اور کس طرف موڑنا ہے۔
مائکروکنٹرولر میں بہت سے چھوٹے حصے ہوتے ہیں جو ایک ساتھ کام کرتے ہیں۔ ہر حصے کا اپنا خاص کام ہے۔ یہاں کچھ اہم حصے ہیں:
یہ تمام حصے مائیکرو کنٹرولر کو سمارٹ بنانے کے لیے مل کر کام کرتے ہیں۔ وہ اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ یہ سمجھ سکتا ہے کہ اسے کیا کرنے کی ضرورت ہے اور پھر اسے جلدی اور صحیح طریقے سے کریں۔
ایک مائکروکنٹرولر ہدایات کے ایک سیٹ پر عمل کرکے کام کرتا ہے۔ یہ ہدایات ایک ایسے شخص کے ذریعہ لکھی گئی ہیں جو پروگرام کرنا جانتا ہے۔ ایک پروگرام ایک ترکیب کی طرح ہوتا ہے جو مائیکرو کنٹرولر کو بتاتا ہے کہ کن اقدامات پر عمل کرنا ہے۔
تصور کریں کہ آپ کوکیز بنا رہے ہیں۔ آپ قدم بہ قدم ایک نسخہ پر عمل کریں۔ سب سے پہلے، آپ اجزاء کو مکس کریں. اگلا، آپ انہیں کوکی کی شکلوں میں دبائیں گے۔ آخر میں، آپ انہیں تندور میں پکانا. ایک مائیکرو کنٹرولر اپنی ترکیب پر عمل کرتا ہے۔ یہ ہر ایک ہدایات کو ایک وقت میں پڑھتا ہے اور پھر صحیح عمل کرتا ہے۔
اسے سمجھنے کا ایک آسان طریقہ یہ ہے:
یہ عمل بہت تیزی سے ہوتا ہے۔ مائیکرو کنٹرولر تھوڑے وقت میں بہت سی ہدایات پر عمل کر سکتا ہے۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ آلہ ہر بار صحیح طریقے سے کام کرتا ہے۔
بعض اوقات، انجینئرز یہاں تک کہ ایک سادہ سا ریاضی فارمولہ استعمال کرتے ہیں تاکہ یہ بتانے میں مدد ملے کہ مائیکرو کنٹرولر کتنی تیزی سے کام کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، وہ کہہ سکتے ہیں کہ مائیکرو کنٹرولر کی رفتار دی گئی ہے:
\( \textrm{رفتار} = \textrm{گھڑی کی شرح} \)
یہ فارمولہ ظاہر کرتا ہے کہ مائیکرو کنٹرولر کے اندر موجود گھڑی اس کے کاموں کی رفتار کو سیٹ کرنے میں مدد کرتی ہے۔
ایمبیڈڈ سسٹم ایک خاص کمپیوٹر سسٹم ہے جو بڑے ڈیوائس میں بنایا گیا ہے۔ مائکروکنٹرولر ایمبیڈڈ سسٹم کا کلیدی حصہ ہے۔ یہ یقینی بناتا ہے کہ آلہ کام کرتا ہے جیسا کہ اسے کرنا چاہئے۔ ہمارے ارد گرد بہت سی مشینیں اور آلات سرایت شدہ نظام کی مثالیں ہیں۔
مثال کے طور پر، واشنگ مشین میں ایمبیڈڈ سسٹم ہوتا ہے۔ جب آپ واشنگ مشین شروع کرتے ہیں، تو مائیکرو کنٹرولر مراحل کا ایک سلسلہ شروع کرتا ہے۔ یہ پانی کے بہاؤ، ڈرم کے گھومنے، اور واش سائیکل کے وقت کو کنٹرول کرتا ہے۔ ان میں سے ہر ایک عمل کو مائیکرو کنٹرولر ہدایات کے ایک سیٹ کے بعد کنٹرول کرتا ہے۔
ایمبیڈڈ سسٹم بہت سی جگہوں پر پائے جاتے ہیں:
ان تمام آلات میں ایک مائیکرو کنٹرولر ہے جو ایک آسان کام کر رہا ہے۔ مائیکرو کنٹرولر کو چند ہدایات ملتی ہیں اور پھر یہ یقینی بناتا ہے کہ آلہ صحیح اور محفوظ طریقے سے کام کرتا ہے۔
اگرچہ مائکروکنٹرولرز چھوٹے ہیں، انہیں یہ بتانے کی ضرورت ہے کہ انہیں کیا کرنا ہے۔ یہ ان کی پروگرامنگ کی طرف سے کیا جاتا ہے. پروگرامنگ کا مطلب ہے کہ مائیکرو کنٹرولر کی پیروی کرنے کے لیے ہدایات کا ایک سیٹ لکھنا۔
ہدایات مائیکرو کنٹرولر کو بتاتی ہیں کہ جب کچھ ہوتا ہے تو کیسے کام کرنا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر کوئی بٹن دبایا جاتا ہے، تو مائیکرو کنٹرولر کو لائٹ آن کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ ہدایات بہت آسان اور پیروی کرنے میں آسان ہیں، بالکل اسی طرح جیسے کسی نسخہ میں مرحلہ وار ہدایات۔
ایک انجینئر یا پروگرامر کمپیوٹر کی زبان کا استعمال کرتے ہوئے یہ ہدایات لکھتا ہے۔ ایک بار لکھنے کے بعد، پروگرام مائیکرو کنٹرولر کو بھیجا جاتا ہے۔ مائیکرو کنٹرولر پھر اس پروگرام کو پڑھتا ہے اور ہر بار جب آلہ استعمال ہوتا ہے تو ہدایات پر عمل کرتا ہے۔
مائیکرو کنٹرولر کو پروگرام کرنے کا عمل ایک مددگار روبوٹ کو واضح احکامات دینے جیسا ہے۔ جب آپ کسی دوست کو بتاتے ہیں کہ آپ کو بلاک ٹاور بنانے میں مدد کرنے کے لیے کیا کرنا ہے، تو آپ ہدایات دے رہے ہیں۔ مائکروکنٹرولر اسی طرح کام کرتا ہے۔ ہر کمانڈ اسے بتاتا ہے کہ آگے کیا کرنا ہے۔
مائیکرو کنٹرولرز بہت اہم ہیں۔ وہ بہت سی چیزوں میں ہیں جو ہم ہر روز استعمال کرتے ہیں۔ مائکروکنٹرولرز کے بغیر، ہماری زندگی بہت مختلف ہوگی۔ مائکروکنٹرولرز کے خاص ہونے کی چند وجوہات یہ ہیں:
ان وجوہات کی بنا پر، مائیکرو کنٹرولرز کا استعمال کھلونوں، آلات اور یہاں تک کہ کاروں میں ہوتا ہے جو ہمیں اسکول لے جاتی ہیں۔ وہ تقریباً کہیں بھی فٹ ہونے کے لیے کافی چھوٹے ہیں، لیکن وہ چیزوں کو آسانی سے چلانے کے لیے سخت محنت کرتے ہیں۔
آئیے روزمرہ کی کچھ مثالیں دیکھیں جہاں مائیکرو کنٹرولرز ہماری مدد کرتے ہیں:
یہ مثالیں ظاہر کرتی ہیں کہ مائیکرو کنٹرولرز بہت سے کاموں کو آسان بنا دیتے ہیں۔ وہ روزمرہ کے آلات کو آسانی سے اور محفوظ طریقے سے چلانے میں مدد کرتے ہیں۔
مائیکرو کنٹرولرز کو اکثر دوسرے آلات سے بات کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ وہ اسے استعمال کرتے ہوئے کرتے ہیں جسے ہم مواصلاتی پروٹوکول کہتے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ مائیکرو کنٹرولرز پیغامات کے تبادلے کے لیے قواعد کے ایک سیٹ پر عمل کرتے ہیں۔
تصور کریں کہ دو بچے اپنے کھلونے بانٹ رہے ہیں۔ انہیں صحیح طریقے سے اشتراک کرنے کے لیے ایک ہی زبان بولنے کی ضرورت ہے۔ مائیکرو کنٹرولرز بھی ایسا ہی کرتے ہیں۔ وہ سوال پوچھنے اور جواب دینے کے لیے سادہ اشارے استعمال کرتے ہیں۔ اس سے آلات کو ٹیم کی طرح مل کر کام کرنے میں مدد ملتی ہے۔
مثال کے طور پر، ڈیجیٹل گھڑی میں ایک مائکروکنٹرولر نمبروں کو ظاہر کرنے کے لیے سگنل بھیج سکتا ہے۔ ایک کھلونا میں، بٹن دبانے پر مائکروکنٹرولر ہارن بجانے کے لیے سگنل بھیج سکتا ہے۔ یہ سادہ پیغامات آلات کو انٹرایکٹو اور تفریحی بنانے کی کلید ہیں۔
اگرچہ ہم یہاں کام نہیں کر رہے ہیں، لیکن آپ ایک سادہ تجربہ کا تصور کر سکتے ہیں۔ ایک کھلونا کار پر غور کریں جس کے اندر مائکروکنٹرولر ہو۔ جب آپ ریموٹ کنٹرول کا بٹن دباتے ہیں تو گاڑی آگے بڑھنے لگتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ مائیکرو کنٹرولر آپ کی ہدایات وصول کرتا ہے، اس پر کارروائی کرتا ہے، اور پھر موٹروں کو چلانے کے لیے کہتا ہے۔ یہ تجربہ ہمیں یہ دیکھنے میں مدد کرتا ہے کہ کس طرح ایک چھوٹا کمپیوٹر روزمرہ کے کھلونوں میں بڑا فرق لا سکتا ہے۔
آپ اپنے گھر کے بارے میں بھی سوچ سکتے ہیں۔ جب آپ ڈیجیٹل گھڑی دیکھتے ہیں تو یاد رکھیں کہ اس کے اندر ایک چھوٹا سا مائیکرو کنٹرولر کام کر رہا ہے۔ یہ وقت پڑھتا ہے، تبدیلیوں پر کارروائی کرتا ہے، اور ڈسپلے کو اپ ڈیٹ کرتا ہے۔ یہ سادہ عمل آپ کو مائیکرو کنٹرولرز اور ایمبیڈڈ سسٹمز کا جادو دکھاتا ہے۔
مائیکرو کنٹرولرز صرف کھلونوں اور کچن کے آلات میں نہیں ہیں۔ وہ ہماری دنیا کے بہت سے حصوں میں اہم ہیں۔ یہاں کچھ حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز ہیں:
یہ ایپلی کیشنز ظاہر کرتی ہیں کہ مائکروکنٹرولرز ہر جگہ موجود ہیں۔ وہ ہمارے گھروں، اسکولوں، ہسپتالوں اور فیکٹریوں میں بہت سے نظاموں کو آسانی سے کام کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ وہ پس منظر میں خاموشی سے کام کر کے ہماری زندگیوں کو بہتر بناتے ہیں۔
مائیکرو کنٹرولرز ہوشیار اور چھوٹے ہوتے جا رہے ہیں۔ جیسے جیسے ٹیکنالوجی ترقی کرتی ہے، ہم انہیں استعمال کرنے کے نئے طریقے تلاش کر رہے ہیں۔ مستقبل میں، مائیکرو کنٹرولرز اور بھی زیادہ آلات میں مل سکتے ہیں۔ وہ ہمارے گھروں، نقل و حمل، اور یہاں تک کہ ہمارے سیکھنے کے طریقے کو بہتر بنانے میں مدد کر سکتے ہیں۔
نئے مائیکرو کنٹرولرز اس سے بھی کم طاقت استعمال کر سکتے ہیں۔ وہ تیزی سے کام کر سکیں گے اور بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کر سکیں گے۔ اس کا مطلب ہے کہ آپ کے کھلونے، گیجٹ اور سمارٹ ڈیوائسز اور زیادہ ہوشیار ہو جائیں گے۔ انجینئرز ہمیشہ ان چھوٹے کمپیوٹرز کو بہتر بنانے کے نئے طریقے تلاش کرتے رہتے ہیں۔ یہ دلچسپ مستقبل ہماری زندگیوں میں مزید تخلیقی صلاحیتیں اور زیادہ مددگار مشینیں لاتا ہے۔
اس سے پہلے کہ ہم ختم کریں، یہاں کچھ اہم نکات ہیں جو آج ہم نے مائیکرو کنٹرولرز اور ایمبیڈڈ سسٹمز کے بارے میں سیکھے ہیں:
اس سبق میں، ہم نے سیکھا کہ ایک مائیکرو کنٹرولر ایک چپ پر ایک چھوٹا کمپیوٹر ہے۔ یہ سرایت شدہ نظام کا ایک اہم حصہ ہے۔ ایمبیڈڈ سسٹم روزمرہ کے بہت سے آلات جیسے کھلونے، مائیکرو ویوز، کاروں اور گھریلو آلات میں پائے جاتے ہیں۔
ہم نے دریافت کیا کہ مائیکرو کنٹرولرز کے کئی حصے ہوتے ہیں۔ CPU دماغ ہے، میموری اسٹورز ہدایات، اور ان پٹ/آؤٹ پٹ پورٹس دوسرے حصوں کے ساتھ بات چیت میں مدد کرتے ہیں۔ گھڑی وقت کا حساب رکھتی ہے تاکہ یہ تمام حصے ہم آہنگی سے کام کر سکیں۔
ہم نے یہ بھی دریافت کیا کہ کس طرح مائیکرو کنٹرولرز پروگرامنگ ہدایات کے ایک سیٹ پر عمل کرتے ہیں۔ یہ پروگرامنگ ایک ترکیب کی طرح ہے جو مائیکرو کنٹرولر کو بتاتی ہے کہ کیا کرنا ہے، قدم بہ قدم۔ یہ آسان عمل یقینی بناتا ہے کہ آلہ قابل اعتماد اور محفوظ ہے۔
مزید برآں، ہم نے دیکھا کہ مائیکرو کنٹرولرز سادہ سگنلز کا استعمال کرتے ہوئے دوسرے آلات کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں۔ وہ پیغامات کا اشتراک کرنے کے لیے مخصوص اصولوں پر عمل کرتے ہیں۔ یہ آلات کو ایک ٹیم کی طرح کام کرنے، اپنے کاموں کو مکمل کرنے کے لیے مل کر کام کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز ظاہر کرتی ہیں کہ مائیکرو کنٹرولرز ہماری روزمرہ کی زندگی کو بہتر بناتے ہیں۔ وہ گاڑیوں میں موجود ہوتے ہیں، انجن اور حفاظتی خصوصیات کو کنٹرول کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ طبی آلات اور صنعتی مشینیں بھی ان چھوٹے کمپیوٹرز پر انحصار کرتی ہیں۔ یہاں تک کہ گھریلو اشیاء جیسے واشنگ مشین اور ڈیجیٹل گھڑیاں مائیکرو کنٹرولرز کی مدد سے کام کرتی ہیں۔
آگے دیکھتے ہوئے، مائیکرو کنٹرولرز بہتر ہوتے رہیں گے۔ وہ تیز ہوں گے، کم پاور استعمال کریں گے، اور اس سے بھی زیادہ آلات میں پائے جائیں گے۔ یہ پیشرفت بہتر اور زیادہ انٹرایکٹو ٹیکنالوجیز کے ساتھ مستقبل بنانے میں مدد کرے گی۔
اس سبق نے ہمیں ایک واضح اندازہ دیا ہے کہ مائیکرو کنٹرولرز کیا ہیں، وہ کیسے کام کرتے ہیں، اور وہ کیوں اہم ہیں۔ ہم نے سیکھا کہ یہ چھوٹے کمپیوٹر بہت سے سرایت شدہ نظاموں کے مرکز میں ہیں جو ہماری دنیا کو کام کرتے ہیں۔
اہم نکات: مائیکرو کنٹرولرز چپس پر چھوٹے کمپیوٹرز ہیں۔ وہ روزمرہ کے آلات میں پائے جانے والے ایمبیڈڈ سسٹمز کا حصہ ہیں۔ ان کے پاس اہم حصے ہیں جیسے CPU، میموری، اور ان پٹ/آؤٹ پٹ پورٹس۔ پروگرامنگ ان کے اعمال کی رہنمائی کرتی ہے۔ وہ کاروں، کھلونے، اور گھریلو آلات کو سمارٹ اور قابل اعتماد بنانے میں مدد کرتے ہیں۔ مستقبل میں اور بھی دلچسپ مواقع ہیں کیونکہ یہ چھوٹے کمپیوٹرز میں بہتری آتی جارہی ہے۔
مائیکرو کنٹرولرز کو سمجھ کر، ہم اس بات کی تعریف کر سکتے ہیں کہ ٹیکنالوجی ہماری روزمرہ کی زندگی میں کیسے کام کرتی ہے۔ یہ چھوٹے آلات بڑے مددگار ہیں جو ہماری دنیا کو ایک بہتر، محفوظ اور زیادہ دلچسپ جگہ بناتے ہیں۔
