Mikrodenetleyici veya MCU nedir?

Mikrodenetleyiciler, tek bir entegre devre üzerindeki küçük bilgisayarlardır. Genellikle günlük ev aletlerinde bulunurlar, performanslarını izlerler ve çalışmalarını kontrol ederler. Mikrodenetleyici, termostattan otomatik ev veya işyerine kadar herhangi bir yanıt sisteminin beynidir: bağımsız kontrole sahip hemen hemen her cihaz, bir mikrodenetleyicinin eklenmesiyle geliştirilebilir.

Mikrodenetleyiciler onlarca yıldır piyasadalar, ancak son zamanlarda kompakt boyutları ve düşük maliyetleri nedeniyle Nesnelerin İnterneti cihazları olarak popülerlik kazandılar. Bu devrelerin çok yönlülüğü, onları hızlı performans, hassas zamanlama ve sınırlı bellek alanı gerektiren hemen hemen her uygulamada kullanışlı kılar.

Mikrodenetleyici nedir?

Mikrodenetleyiciler hakkında bilinmesi gereken ilk şey, ne isterseniz yapabildikleridir. Bu teknolojinin uygulamaları, bir binanın sıcaklığını izleyen ve kontrol eden bir termostattan kan basıncını ve kalp atış hızını kontrol eden bir cihaza kadar çok çeşitlidir. Bir mikrodenetleyici seçmenin anahtarı, cihazınızın gerçekleştirmesini istediğiniz belirli işlevleri belirlemektir. Bu özellikler belirlendikten sonra, doğru mikrodenetleyiciyi bulmak, büyük ölçüde cihazın çalışma özelliklerini uygulama gereksinimleriyle eşleştirme meselesidir.

Bir mikrodenetleyici seçerken, cihazın çalışma frekansı, kullanılabilir hafızası, gerekli harici bileşenlerin türü ve sayısı gibi birçok faktör dikkate alınmalıdır. Cihazları değerlendirirken, bu spesifikasyonların üreticiden üreticiye önemli ölçüde değişebileceğini unutmayın, bu nedenle cihazları karşılaştırdığınızdan ve uygulama gereksinimlerinizi en iyi karşılayanı seçtiğinizden emin olun.

PIC nedir?

PIC, bir tür mikrodenetleyicidir. Birçok farklı endüstride geniş uygulama yelpazesine sahip genel amaçlı 16 bitlik bir cihazdır. Bir PIC mikrodenetleyici, kullanıldığı uygulamanın gerektirdiği herhangi bir sayıda işlevi yerine getirmek üzere programlanabilir.

Esnekliğine ek olarak, birçok durumda PIC’nin programlanması nispeten kolaydır. Birkaç PIC türü mevcuttur, ancak hepsi aynı temel prensipler üzerinde çalışır. Bir PIC mikrodenetleyici, programlandığı işlevleri yerine getirmek için mantık kapıları, zamanlayıcılar ve çeşitli devre türleri dahil olmak üzere çeşitli bileşenler kullanır.

Mikrodenetleyici mimarisi ve çalışması

Mikrodenetleyiciler tasarım gereği basittir. Fazla bir şey yapmaları gerekmediği için çok fazla belleğe ihtiyaç duymazlar. Yüksek seviyeli programlama dili talimatlarını yürütmek yerine, bir dizi düşük seviyeli makine dili talimatını işlerler. Mikrodenetleyici mimarisinin temeli budur. Bununla birlikte, performansı artırmak için üreticiler genellikle mimariye özel öğeler ekleyerek farklı türde mikrodenetleyiciler oluştururlar.

Cihazda kullanılan çip, özel bir şey yapmak için tasarlanmış olabilir: analog sinyalleri işlemek, harici donanımı kontrol etmek veya hatalı programlama nedeniyle çökmesi durumunda çipi sıfırlamak için yerleşik bir bekçi köpeği zamanlayıcısına sahip olmak. Çip mimarisi, cihazın farklı uygulamalar için yeniden yapılandırılmasına izin verecek şekilde sabit veya programlanabilir olabilir.

Mikrodenetleyici türleri

Her biri farklı özelliklere ve yeteneklere sahip birkaç mikrodenetleyici türü mevcuttur. Kullanılan mikrodenetleyicinin türü, uygulama gereksinimlerine bağlı olacaktır, ancak doğru aygıtı seçmenize yardımcı olabilecek bazı genel yönergeler vardır. Bir mikrodenetleyici seçerken dikkate alınması gereken en önemli faktörler, çalışma frekansı ve kullanılabilir bellek miktarıdır.

Uygulama gereksinimleri çalışma sıklığını belirleyecektir, ancak genellikle gereksinimleri karşılamaya devam ederken mümkün olduğu kadar yavaş çalışacak bir cihaz seçmek en iyisidir. Yüksek frekanslı bir cihaz seçer ve daha sonra bunun gereksinimleri karşılamadığını görürseniz, cihazı veya uygulamayı değiştirmeniz gerekecektir. Cihazda bulunan hafıza miktarı, üreticiye bağlı olacaktır.

Daha fazla belleğe sahip bir cihaz, daha karmaşık işlevleri yerine getirebilir, ancak daha pahalı olabilir. Flash bellekler, EEPROM’lar veya EPROM’lar gibi harici programlama öğelerini kullanmaya gerek kalmadan istenen işlevleri gerçekleştirmek için yeterli belleğe sahip bir cihaz seçmek önemlidir.

Mikrodenetleyiciler nerede kullanılır?

Mikrodenetleyiciler çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Birçok farklı endüstride kullanılmışlardır ve neredeyse her uygulamada güvenilir ve etkili oldukları kanıtlanmıştır.

• Otomotiv – Mikrodenetleyiciler birçok otomotiv uygulamasında kullanılmaktadır. Yakıt enjeksiyonunu ve ateşleme zamanlamasını kontrol etmek için modern motor yönetim sistemlerinde yaygın olarak kullanılırlar. Şanzıman kontrol sistemleri gibi diğer yerleşik sistemlerde de bulunabilirler.
• Endüstri – Endüstriyel uygulamalar, mikrodenetleyiciler için bir başka popüler kullanımdır. Makine izleme ve kontrolü, proses kontrolü ve veri toplama ve analizi gibi çok çeşitli farklı sistemlerde kullanılırlar.
• Tüketici Elektroniği – Mikrodenetleyiciler, tüketici cihazlarında giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bunları ev aletlerinde ve bir bilgisayar çipi tarafından kontrol edilen diğer cihazlarda bulmak yaygındır.
• İletişim – Mikrodenetleyiciler, iletişim uygulamalarında, özellikle radyo frekansı iletişim sistemlerinde kullanılır. Hem bilgisayar ağlarında hem de radyo iletişim ekipmanlarında kullanılırlar.
• Ev Otomasyonu – Mikrodenetleyiciler, ev otomasyon sistemlerinde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Genellikle bir evdeki sistemleri kontrol etmek ve izlemek için kullanılan sensörlerde ve diğer cihazlarda kullanılırlar.
• Tıp – Mikrodenetleyiciler, hastane ekipmanlarından implante tıbbi cihazlara kadar birçok tıbbi uygulamada kullanılmaktadır.
• Askeri – Mikrodenetleyiciler, silah sistemleri, uçuş kontrol sistemleri ve sensör sistemleri gibi çok çeşitli askeri uygulamalarda kullanılmaktadır.

Mikrodenetleyici kullanmanın avantajları

Mikrodenetleyicilerin kullanımının bir takım avantajları vardır. Son derece düşük güç gereksinimlerine sahip olmaları, onları pille çalışan uygulamalar için ideal kılar. Ayrıca hızlı yanıt sürelerine sahip olmaları, onları gerçek zamanlı kontrol gerektiren gömülü uygulamalar için uygun hale getirir.

Mikrodenetleyici kullanmanın bir başka avantajı da, çok çeşitli işlevleri yerine getirmek üzere programlanabilmeleridir. Genellikle ayrı bileşenlerle yapılması çok zor veya imkansız olan karmaşık görevleri yapabilirler. Bu, onları özel çözümler gerektiren uygulamalar için ideal hale getirir.

Mikrodenetleyiciler ayrıca çok çeşitli farklı paketlerde mevcuttur ve bu da bir uygulamayı belirli bir ihtiyaca uyacak şekilde özelleştirmeyi kolaylaştırır. Mikrodenetleyicilerin bir diğer büyük avantajı da düşük maliyetleridir. Çok çeşitli uygulamalara uymayı kolaylaştıran küçük paketlerde bulunurlar. Ayrıca, diğer birçok sistem türüne kıyasla nispeten ucuzdurlar.

Mikrodenetleyicilerin dezavantajları

Mikrodenetleyicilerin birçok avantajı olmakla birlikte bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Birçok farklı işlevi yerine getirmek üzere programlanabilmeleri, onları çok yönlü hale getirir, ancak aynı zamanda sorun gidermeyi de zorlaştırır. Bir devre düzgün çalışmıyorsa, sorunun hatalı bir programdan veya bir donanım sorunundan kaynaklanabileceğinden nedenini anlamak çok zor olabilir. Ayrıca, karmaşık uygulamalar pahalı olabilecek çok sayıda mikrodenetleyici gerektirebilir.

Mikrodenetleyicilerin diğer bir dezavantajı, üst düzey programlama dillerinin olmamasıdır. Düşük seviyeli makine dili talimatlarını işledikleri için, bir programda değişiklik yapmak veya donanım problemlerinde hata ayıklamak zor olabilir. Performans ve işlevsellik açısından büyük farklılıklar gösterdikleri için doğru mikrodenetleyici türünü seçmek de önemlidir. Bu, belirli bir uygulama için doğru cihazı bulmayı zorlaştırabilir çünkü çok fazla seçenek mevcuttur.