Что такое микроконтроллер и с чем его едят на примере Arduino

На сегодняшний день трудно представить электронную технику без цифрового управления.  Если лампочку вы включаем обычным выключателем, то телевизор включается (точнее пробуждается) уже при помощи пульта, кондиционер набирает заданную температуру и отключается, а двери супермаркета открываются, когда посетитель подходит к входу. А вы задавались мыслью, как это работает? Можно, конечно, организовать подобную автоматику при помощи реле, транзисторов и прочих простых элементов, что и делается для простых случаев.  А представьте обычный калькулятор, который работает на магнитных реле….. Железный феникс отдыхает! Такая конструкция будет очень громоздкой и дорогой. И вот нам на помощь пришли микроконтроллеры — электронное устройство (обычно просто микросхема), соединяющее в себе энергонезависимую память, оперативную память и процессор. По сути, микроконтроллер это очень маленький и дешевый компьютер с весьма скудными характеристиками (несколько килобайт оператики, несколько десятков килобайт памяти под прошивку  и процессор на несколько десятков мегагерц), но для решения простых задач вполне сгодится.

Как это работает?

Для того чтоб микроконтроллер работал и работал так как нам нужно, он должен быть прошит нужной прошивкой через специально устройство – программатор, подключен к электропитанию с нужным напряжением, подключен к устройствам ввода (всевозможные датчик, приемники, кнопки и т.д.) и к устройствам вывода (Светодиоды, дисплеи, передатчики, реле и т.д.). Для написания прошивок (скетчей) и заливки их в микроконтроллер существует масса программ, причем пишутся эти скетчи вовсе не обязательно на машинном коде и даже не обязательно на ассемблере. Вполне реально написание скетчей на C-подобных языках, с чем справится человек, едва знаком с программированием. Я, который ранее вплотную сталкивался только с Visual Basic, освоил язык для программирования микроконтроллеров Arduino всего за пару дней. Устройства подключаются к пинам (ножкам микросхемы) посредством коннекторов или просто паяются.

Больше конкретики

Не так давно я столкнулся с таким чудом техники как Arduino.  Arduino — это серия микроконтроллеров, с которыми справится даже ребенок. Отличный вариант для обучения.  Все микроконтроллеры Arduino расположены на отладочной плате, которая, в свою очередь, может иметь на борту:

  • Сам  микроконтроллер;
  • Линейный  стабилизатор напряжения;
  • Кварцевый резонатор;
  • Индикаторы;
  • Преобразователь USB-UART;
  • USB-порт;
  • Разъем для подключения внешнего питания;
  • Разъемы аналоговых и цифровых входов/выходов в виде штыревых линеек;
  • и многое другое.

Прошиваются микроконтроллеры Arduino,  зачастую, через USB, хотя, возможна заливка скетча и внутрисхемно через программатор.  Скетчи пишутся на языке C++ в бесплатной программной оболочке, которую можно скачать с сайта Arduino.cc.

Полностью открытая архитектура позволяет заниматься производством совместимых с Arduino плат сторонним производителям. Такие платы, как правило, принципиально не отличаются от оригинальных и прошиваются из того же Arduino IDE, но стоят несколько дешевле.

На этом пока все, дальше расскажу, как работает Arduino на конкретных примерах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *