Microcontrolere

Un microcontroler este un "calculator pe un chip". Cuvantul "micro" sugereaza marimea redusa a dispozitivului iar "controler" ne spune ca dispozitivul poate fi folosit pentru a controla obicte, procese sau evenimente.

La modul general un controler ("controller" - un termen de origine anglo-saxona, cu un domeniu de cuprindere foarte larga) este, actualmente, o structura electronica destinata controlului (destul de evident!) unui proces sau, mai general, unei interactiuni caracteristice cu mediul exterior, fara sa fie necesara interventia operatorului uman. Primele controlere au fost realizate in tehnologii pur analogice, folosind componente electronice discrete si/sau componente electromecanice (relee). Cele care fac apel la tehnica numerica moderna au fost realizate initial pe baza logicii cablate (cu circuite integrate numerice standard SSI si MSI ) si a unei electronici analogice uneori complexe, si "straluceau" prin dimensiuni mari, consum energetic pe masura si, nu de putine ori, o fiabilitate care lasa de dorit.

Utilizarea microprocesoarelor de uz general a dus la o reducere consistenta a costurilor, dimensiunilor, consumului si o imbunatatire a fiabilitatii. Exista si la ora actuala o serie de astfel de controlere de calitate, realizate in jurul unor microprocesoare de uz general cum ar fi Z80 (Zilog), 8086/8088 (Intel), 6809 (Motorola), etc.

Pe masura ce procesul de miniaturizare a continuat a fost posibil ca majoritatea componentelor necesare realizarii unei astfel de structuri sa fie incorporate (integrate) la nivelul unui singur microcircuit (cip). Astfel ca un microcontroler ar putea fi descris ca fiind o solutie (nu in sens exhaustiv !) a problemei controlului cu ajutorul a (aproape) unui singur circuit.

Legat de denumiri si acronime utilizate, asa cum un microprocesor de uz general este desemnat prin MPU (Micro Processor Unit), un microcontroler este, de regula, desemnat ca MCU, desi semnificatia acestui acronim este Micro Computer Unit.

Nota: Pe parcursul acestei carti se va folosi si acronimul MC pentru microcontroler!

Resursele integrate la nivelul microcontrolerului ar trebui sa includa, cel putin, urmatoarele componente:

a. o unitate centrala (CPU), cu un oscilator intern pentru ceasul de sistem,

b. o memorie locala tip ROM/PROM/EPROM/FLASH si eventual una de tip RAM,

c. un sistem de intreruperi,

d. I/O - intrari / iesiri numerice (de tip port paralel),

e. un port serial de tip asincron si/sau sincron,

f. timere (temporizatoare)/numaratoare,

Este posibil ca la acestea sa fie adaugate, la un pret de cost avantajos, caracteristici specifice ale sarcinii de control care trebuie indeplinite, precum:

g. un sistem de conversie analog-numerica

h. un sistem de conversie numeric analogic si/sau iesiri PWM (cu modulare in durata)

i. un comparator analogic

j. o memorie de tip EEPROM

k. facilitati suplimentare pentru sistemul de temporizare/numarare (captare si

comparare)

l. un ceas de garda (timer de tip watchdog)

m. facilitatii pentru optimizarea consumului propriu

OBS: Pretul unui MC este redus din cauza cantitatilor mari in care se fabrica. Acest pret aduce cu sine si micsorarea pretului sistemelor de control (micsoreaza inclusiv costul proiectarii). Cu un MC se poate realiza un controller integrat (Embedded Controller, EC). Un controller integrat face parte dintr-un sistem construit cu un anumit scop, altul decat calcule generale.

Utilizarea unui microcontroler constituie o solutie prin care se poate reduce dramatic numarul componentelor electronice precum si costul proiectarii si al dezvoltarii unui produs.

1.2 Unde se utilizeza microcontrolerele ?

Microcontrolerele pot fi gasite in componenta unei game foarte largi si diversificate de aparate. Orice aparat care masoara, stocheaza, comanda, calculeaza sau afiseaza informatii este o potentiala gazda pentru un microcontroler. Toate aplicatiile in care se utilizeaza microcontrolere fac parte din categoria asa ziselor sisteme incapsulate ("embedded systems"), la care existenta unui sistem de calcul incorporat este (aproape) transparenta pentru utilizator.

In continuare sunt puctate cateva domenii in care utilizarea microcontrolerelor a devenit un standard industrial:

- In industria de automobile pentru; controlul aprinderii/motorului, climatizare, diagnoza, sisteme de alarma, etc.

OBS: La nivelul anului 1999, un BMW seria 7 utilizeaza 65 de microcontrolere, iar un Mercedes din clasa S utilizeaza 63.

- In asa zisa electronica de consum ; sisteme audio, televizoare, camere video si videocasetofoane, telefonie mobila, GPS, jocuri electronice etc.

- La masini si aparate electrocasnice ; masini de spalat, frigidere, cuptoare cu microunde, aspiratoare, etc.

- La controlul mediului din; sere, locuinte, hale industriale, etc.

- In industria aeronautica,

1.www. Mikroelectronika PIC book, Microcontrolere

2. Jhon Iovine - Micrcontrller project book

3.Aurel Gontean - Microcontrolere RISC, PIC 16F84

4. Radu Balan- Microcontolere, structura si aplicatii