Mikrobeheerder

'n Mikrobeheerder is 'n elektroniese geïntegreerde stroombaan gebaseer op 'n mikroverwerker maar met 'n aantal stroombane bygevoeg om dit 'n selfstandige elektroniese stelsel te maak. Dus bevat 'n mikrobeheerder ten minste geheue en tellers en moontlik analoog-na-digitale omsetters, puls-wydte modulators, analoog vergelykers en verskillende serie en parallele poorte. 'n Mikrobeheerder kan dus direk met die analoog wêreld koppel, oor databusse met ander stelsels kommunikeer en data verwerk en stoor sonder enige buiteliggende stroombane.

Die beheerder kan geprogrammeer word met kode om sekere handelinge uit te voer. Die kode wat uitgevoer moet word, word gestoor in 'n geheue, wat intern tot die eenheid kan wees, of apart kan staan. Sekere moderne mikrobeheerders beskik intern oor baie gevorderde stroombane wat dit moontlik maak om digitale ontwerpe (soos bv. selfone) baie kleiner as in die verlede te vervaardig.
Geïntegreerde stroombaan

IC is die afkorting vir die Engelse woorde: "Integrated Circuit". Dit is 'n keramiekblokkie waarin die elektroniese onderdele, mikroskopies klein, gebou is. 'Pootjies' (pins) wat aan die kante uitsteek, word gebruik om data van en na die elektroniese dele binne die keramiekblokkie te stuur.
Mikrobeheerder vs. mikroverwerker

Die verskil tussen 'n mikroverwerker en 'n mikrobeheerder is dat 'n mikroverwerker die hart van 'n mikrobeheerder vorm en 'n mikrobeheerder geheue, in- en uitsette, tellers, en ander stroombane daarby voeg om 'n meer volledige digitale stelsel in een geïntegreerde stroombaan te vorm. Oor die algemeen vorm mikrobeheerders kompakte, lae onkoste stelsels en mikroverwerkers met addisionele elektronika hoëspoed-, kragtige stelsels. Mikrobeheerders word egter by die dag vinniger en meer kragtig.

Mikroverwerkers kom in pakkies met veertig tot oor 'n duisend pootjies. Mikrobeheerders kom in pakkies met ses tot oor 'n honderd pootjies. Een van die redes vir die verskil is dat mikroverwerkers se hoofgeheue buite hulle pakkie bestaan en dus moet die verwerker baie pootjies hê om die geheue aan te spreek. 16 adrespootjies gee toegang tot 64 kilogrepe geheue, 32 adrespootjies gee toegang tot 4,3 megagrepe (4.3x109).

Vir die komplekste elektroniese toepassings is mikroverwerkers noodsaaklik. Wat algemeen beskou word as rekenaars (persoonlike rekenaars, ens.) is uiteindelik een of meer mikroverwerkers plus geheue en ander ondersteunende stroombane.
Hoe werk 'n mikrobeheerder?

Soos die naam na verwys, is die hooftoepassing van mikrobeheerderbane om elektriese/meganiese/hidroliese/chemiese stelsels of 'n kombinasie daarvan te beheer. Hoe die beheer uitgevoer word, word deur die sagteware wat in die beheerder gelaai word, bepaal. Die mikroverwerker sal tipies data vanaf sensore inlees en dan aktueerders aandryf om beheer van 'n stelsel te bewerkstellig. 'n Tweede toepassing van mikrobeheerders is dat hulle onder sekere toestande hele groepe konvensionele logika geïntegreerde stroombane kan vervang en sodoende ruimte en koste spaar. Dis veral waar wanneer mens 'n groep logika met een 8- of 14-pootmikrobeheerder kan vervang.

Om data vanaf 'n sensor in te lees sal 'n mikrobeheerder die datapoort, bestaande uit 8/16/32 of selfs 64 lyne (afhangend van die tipe mikrobeheerder), gebruik. Die data wat oor die lyne gelees word is dus 8/16/32/64 bisse (sien onder) wyd. Datalyne kan net as 'aan' of 'af' gelees word, alhoewel party mikrobeheerders 'n analoë invoerpunt het, d.w.s. 'n datalyn wat gegradueerde invoer kan verwerk. Hierdie invoer word omgesit na digitale nommers deur die analoog-na-digitale omsetter binne in die mikrobeheerder.

'n Mikrobeheerder is uiteindelik net 'n reeks elektroniese meganismes om binêre waardes te manipuleer. Die waardes word gestoor in registers - die grote van 'n register is die maatstaf van 'n mikrobeheerder se kompleksiteit ('n 8-bisbeheerder se registers is 8 bisse wyd, ens.) - en alles waarmee 'n mikrobeheerder werk, bestaan slegs as data in registers. Dié data word gevoer deur die mikrobeheerder se meganismes wat weer die registers verander. 'n Mikroverwerking se programmering stel 'n roetine op waarvolgens registers ingevoer, afgelees, gemanipuleer en teruggevoer word - 'n ketting van instruksies.

Die programmering van 'n mikrobeheerder is eenvoudig 'n reeks van bisse wat 'n stelsel transistors so aan- en afskakel dat 'n sekere register gevoer word aan een of ander meganisme. Wanneer 'n mens die programmering van 'n mikrobeheerder verander skryf 'n mens dit nie gewoonlik in 1e en 0e nie, maar met mnemonieke - geheuehulpe - name in skrif vir 'n konfigurasie van bisse. Die vertaler (die program wat mensgeskrewe kode in masjienkode omskep) vervang doodeenvoudig net die mnemonieke met die bisse wat hulle verteenwoordig en enkodeer dié bisse in 'n wyse waarmee die mikroverwerker geprogrammeer kan word. Al is dit baie onprakties is dit moontlik vir 'n mens om hierdie self met die hand te doen - dié gebeur veral tydens die ontwerp van 'n mikrobeheerder - dus is mikrobeheerderkode (genoem assembly of assembler code) die laagste moontlike vlak van rekenaarprogrammering.
Gebruike vir 'n mikrobeheerder

Die mikrobeheerder werk slegs met digitale data - dit is die werk van die programmeerder om nuttige inligting in sulke data te omskep (alhoewel party mikrobeheerders hulpmate het hiervoor, soos analoë datalyne) en die uitvoer van die mikrobeheerder nuttig gemaak. In byna elke geval dien 'n mikrobeheerder as 'n gesofistikeerde skakelbord: as hierdie lyn 'n sein dra (bv. 'n knoppie wat aan dié lyn gekoppel is word gedruk) dan word die waarde van daardie register verander (bv. 'n bis op 'n uitvoer-register word aangeskakel, wat krag na 'n lig toe voer - in dié voorbeeld: as jy die knoppie druk, dan gaan 'n liggie aan). Die waarde van 'n mikrobeheerder is dat dit sulke skakelings veel vinniger as 'n mens kan hanteer en dat dit elke keer dit dieselfde sal hanteer.

Mikrobeheerders en -verwerkers is alomteenwoordig in elektronika - byna alle elektronika wat enige beheer nodig het (nie 'n stel luidsprekers nie, maar wel 'n vermaakstelsel) besit 'n mikrobeheerder van een-of-ander grootte in 'n stelsel van een-of-ander kompleksiteit. Die mees gesofistikeerde mikrobeheerderstelsels is veral in kommunikasiewese te vinde - 'n selfoon is so 'n gevorderde stuk elektronika soos wat enige mens mee in aanraking sal kom in sy hedendaagse lewe. Nog voorbeelde van toestelle met mikrobeheerders in hulle is musiekspelers, wasmasjiene, en mikrogolfoonde.
Sien ook

* Binêre getallestelsel
* Arduino modulêre mikrobeheerders


Kategorie:Elektronika