Стрімкий розвиток електроніки швидко змінює наше життя
, і ми помічаємо це, перш за все, у соціальній сфері, сферах комунікації (спілкування) та зв’язку. Перше, що спадає на думку у цьому зв’язку, – це комп’ютери, Інтернет і стільникові телефони. Ми вільні у пошуках необхідної інформації, маємо можливість вийти на зв'язок з бажаним абонентом, не зважаючи на наше місцезнаходження. Ми можемо отримувати дистанційну освіту і об’єднуватися у групи за професійними, соціальними або культурними інтересами. Все це стало можливим у значній мірі завдяки винаходу мікропроцесора і створенню мікропроцесорних систем.
А чи є інші прояви прогресу мікроелектроніки, які не такі помітні, але виграють важливу роль у нашому житті?
Так, мікропроцесори і мікроконтролери широко використовуються у побутовій техніці, автомобільній електроніці, аерокосмічній та військовій галузях і, звичайно ж, у промисловому виробництві.
Мікропроцесор – це мікроелектронний програмований пристрій, що призначений для обробки інформації та керування процесами обміну цією інформацією у складі мікропроцесорної системи (комп’ютера).
Чому «мікроелектронний»? Тому що мікропроцесори виготовляються за допомогою технологій сучасної мікроелектроніки на основі напівпровідникового кристалу. Інформація в мікропроцесорній системі передається електричними імпульсами. Конструктивно мікропроцесор виконується у вигляді однієї мікросхеми (інколи – декількох). Мікросхема складається з пластикового або керамічного корпусу, всередині якого міститься мініатюрна напівпровідникова підкладка (рис. 1). На цій підкладці лазером «накреслені» усі електронні схеми мікропроцесора. Входи та виходи схеми на підкладці з’єднані з металевими виводами, що розташовані по боках або знизу корпуса мікросхеми.
Мікроконтролер – це спеціалізований мікроелектронний програмований прилад, що призначений для використання у керуючих пристроях, системах передачі даних та системах керування технологічними процесами.
Мікроконтролери використовують у побутовій техніці, медичних приладах, системах керування ліфтами, телефонах, раціях та інших засобах зв’язку, електронних музичних інструментах та автомагнітолах, комп’ютерній периферії (клавіатурах, джойстиках, принтерах, тощо), світлофорах, автоматичних воротах та шлагбаумах, інтерактивних дитячих іграшках, автомобілях, локомотивах та літаках, роботах та промислових верстатах.
Мікроконтролер, на відміну від мікропроцесора, зазвичай має порівняно невелику розрядність (8 – 16 бітів) та багатий набір команд маніпулювання окремими бітами. Бітові команди дають змогу керувати дискретним обладнанням (підняти/опустити шлагбаум, увімкнути/вимкнути лампу, нагрівач, запустити/зупинити двигун, відкрити/закрити клапан, тощо). Наявність можливості оперувати окремими бітами, вводити та виводити дискретні сигнали називають «бітовим процесором».
Ще одна з основних відмінностей мікроконтролера від мікропроцесора полягає у тому, що у складі мікросхеми контролера є усі елементи для побудови простої (а інколи – і досить складної) системи керування. Так, всередині мікроконтролера є пам'ять даних (оперативна пам'ять), пам'ять програм (постійна пам'ять), генератор тактових імпульсів, таймери, лічильники, паралельні та послідовні порти. Тож система мінімальної конфігурації на основі мікроконтролера може складатися з блока живлення, безпосередньо мікросхеми контролера та кількох пасивних елементів (резисторів, конденсаторів та кварцового резонатора). І це фактично є ніщо інше, як одноплатний міні комп'ютер на основі однієї мікросхеми, придатний для вбудовування до об’єкта керування. Середня вартість системи мінімальної конфігурації складає кількадесят доларів (порівняйте із середньою вартістю персонального комп’ютера).
Зазвичай один й той самий контролер можна програмувати кількома мовами на вибір користувача. Для цього існують інструментальні програмні комплекси, які дозволяють не тільки розробити програму, а й налагодити її за допомогою програмної моделі контролера («на стимуляторі») або в режимі моніторингу (коли програму користувача виконує реальний контролер, а на дисплеї комп’ютера можна спостерігати за його роботою).
