Микроконтроллеры (дальше мы будем обозначать их как «МК») уже давно присутствуют в нашей жизни и значительно её облегчают. МК внедрены практически везде – в стиральных машинках, смартфонах и т. д. Микроконтроллеры сами по себе ничего не делают. Однако в электронной аппаратуре им отводится основная «должность». МК умеют управлять рабочим процессом каждого узла аппаратуры и контролировать ситуацию. Именно такой и является их ведущая функция.
Если изучать с нуля МК, то в замешательство могут прийти и опытные электронщики. Информации множество, и это является главной проблемой. В таких случаях кажется, что эти горы невозможно перелопатить. Поэтому многие люди на этом и заканчивают изучение микроконтроллеров.
Что такое микроконтроллеры
Микроконтроллеров сейчас множество. Компания Microchip Technology выпускает самые известные модели – PIC. Народ их прозвал «пиками». Не отстает и компания Atmel, которая выпускает МК AVR. Люди знают их как «авээрки». STMicroelectronics производит микроконтроллеры под названием STM. В России они известны мало, но на Западе ими пользуются активно.
AVR изучать проще всего, поэтому давайте начнем именно с них. Такие МК выглядят как пластмасска с ножками из железа.
Поближе познакомимся с моделью AVR Atmega8:
Для начала узнаем, как у МК нумеруются ножки. Для этого на микросхеме отыщите специальную выемку и начинайте от нее считать:
Счет можно начинать против часовой стрелки:
Atmega8 на схеме обозначается таким образом:
Можно заметить, что на всех ножках есть номера. Также каждая из них имеет свое название, порою не единственное. Чем микроконтроллер «нафаршированнее», тем ножек получается больше. Соответственно, возрастает и количество функций.
Как всё это работает
Внутри МК работает специальная программа. Она выполняет ровно 3 действия:
- Из ножек подается питание.
- Выключается питание.
- Читается, подается ли на ножку питание или же нет.
Ни с чем другим программа больше не справится. В качестве примера представим, что нам хочется помигать светодиодом. Изучение МК начинают обычно с этой программы.
Пример: сначала на вторую ножку прицепляем светодиод. Сделаем это с помощью анодом. На земле будет находиться катод светодиода. Схема (она спроектирована в программе Proteus) выглядит так:
На ножке PD0 2-го вывода микросхемы находится светодиод с резистором, который ограничивает подачу тока. После МК потребуется запрограммировать указанной выше программой. Последовательность действий такова:
- на PD0 подайте питание;
- подождите, сколько потребуется;
- на PD0 выключите питание;
- опять подождите некоторое время;
- вернитесь к первому шагу.
Единственное, чем дальше будет заниматься программа – это весело подмигивать светодиодом.
А что же произойдет, если в алгоритме будет выкинут хотя бы единственный шаг?
Очевидно, что действия под номерами 1 и 3 выбрасывать точно нет резона. Светодиод либо будет выключенным, либо никогда не станет гореть.
А что же произойдет, если выключить второй шаг? В этом случае ситуация станет развиваться таким образом: питание будет включенным, диод горит. Человек не ощутит, но через долю секунды светодиод погаснет. Далее произойдет задержка. Опять же, мы это не заметим, то стоит знать – светодиод включается и гаснет на короткие мгновения. Промежутки настолько незначительные, что нам кажется, будто светодиод никогда не горит.
Аналогичной будет ситуация, если исключить пункт №3. Светодиод станет гореть настолько малое время, что человеческому глазу он будет казаться выключенным.
Теперь вы точно понимаете, как работает МК.
