Mikrokontrolér

[náhľad|Čip 8-bitového mikrokontroléru Intel 8742 z rodiny [MCS-48, 12 MHz so 128 B pamäte]]
náhľad|4-bitový Texas Instruments TMS1000 z roku 1974, jeden z historicky prvých komerčne úspešných mikrokontrolérov

**Mikrokontrolér** (iné názvy pozri nižšie; skratky **μC** z , **MCU** z angl. *microcontroller unit*) je monolitický integrovaný obvod obsahujúci úplný mikropočítač. Na jednom čipe je integrovaný procesor, pamäťový systém aj periférne obvody a na svoj beh tak nevyžaduje ďalšie podporné obvody. Mikrokontroléry sa spravidla vyznačujú veľkou spoľahlivosťou a kompaktnosťou, bývajú súčasťou vnorených systémov a využívajú sa predovšetkým pre jednoúčelové aplikácie v oblasti riadenia, regulácie a pod.

## Názvy
Názvy sú:
***mikrokontrolér**, **riadiaci mikropočítač**, **mikroradič**, zriedkavo **mikroovládač**, zriedkavo **mikroregulátor**, **MCU**, **μC**, **uC**, slangovo *microcontroller* – anglické názvy: *microcontroller* – skratka *μC*/*uC*, *microcontroller unit* – skr. *MCU*
*podľa niektorých názorov je úplné synonymum aj (podľa iných názorov len podobný) pojem: **jednočipový mikropočítač**, **jednočipový počítač**, **monolitický mikropočítač**, slangovo *jednočip*, slangovo *monolit* -  anglické názvy: *single-chip (micro)computer*, *one-chip (micro)computer*

## Integrované zariadenia
[náhľad|Príklad architekúry mikrokontroléru, Intel [MCS-51]]
Medzi zariadenia, bežne integrované na čipoch mikrokontrolérov patria:
* jedno alebo viac procesorových jadier (so šírkou slova 4 až 64 bitov a maximálnou taktovacou frekvenciou typicky jednotky až stovky MHz)
* operačná pamäť vo forme SRAM alebo DRAM
* permanentná pamäť programu vo forme ROM, PROM, EPROM alebo EEPROM (flash)
* permanentná pamäť dát vo forme EEPROM
* generátor hodinového signálu, zvyčajne interný oscilátor stabilizovaný externe pripájaným kryštálom, prípadne pre menej náročné aplikácie RC oscilátor bez potreby vonkajších súčiastok
* resetovací obvod a dohľadové obvody – watchdog časovač, reštartujúci MCU v prípade nežiadúcich stavov; brown-out detektor, pozastavujúci beh v prípade podpätia a reštartujúci MCU po obnove správneho napájacieho napätia
* čítače a časovače s možnosťou počítania externých/interných udalostí, vyvolávania periodických prerušení, generovania periodických priebehov s programovateľnou periódou a/alebo striedou (PWM)
* obvod hodín reálneho času
* radič prerušenia
* radič DMA
* radiče zberníc a komunikačných rozhraní (I²C, SPI, CAN, UART, SDIO, USB, Ethernet a iné)
* vstupno-výstupné porty pre všeobecné použitie (GPIO)
* analógové komparátory, A/D a D/A prevodníky a napäťové referencie pre ne
* programovateľné hradlové pole
* rozhranie pre programovanie () prípadne aj ladenie () priamo vo vstavanom systéme

## Použitie
Mikrokontroléry sa používajú najmä na jednoduché riadiace aplikácie (aj jednoduché spracovanie signálov – DSP), kde nezáleží príliš na výpočtovom výkone ale je podstatná nízka cena. Obvykle sa používajú ako vstavané zariadenia, t. j. hlavne v koncových aplikáciách. Nezriedka sa v bežných zariadeniach spotrebnej aj priemyselnej elektroniky používa väčšie množstvo špecializovaných mikrokontrolérov, napr. jeden môže riadiť sekciu motorov a aktuátorov, iný riadi displej a sleduje tlačidlá, ďalší riadi celkovú funkciu, vrátane predchádzajúcich dvoch, a pod.
* CD/MP3 prehrávače
* USB kľúče
* rádiom ovládané modely
* telefóny
* mikrovlnky, práčky a ďalšie domáce spotrebiče
* riadiace jednotky sytémov v automobiloch a iných dopravných prostriedkoch, avionika
* nositeľná elektronika
* zariadenia internetu vecí

## Niektoré známejšie rodiny

### MCS-51
[náhľad|8-bitové mikrokontroléry [Intel 8749 a 8751 s pamäťou programu typu EPROM, mazateľnou ultrafialovým žiarením ]]

Vyvinutá firmou Intel ako následovník rodiny MCS-48 (ktorá bola jednou z prvých rodín mikrokontrolérov). Uvedená na trh v roku 1980. Bola licencovaná veľkému množstvu firiem (zo známejších Philips, Atmel, Dallas Semiconductor, Winbond, SST a mnohé iné) a je naďalej vyrábaný v množstve klonov a variánt. Je populárny ako riadiace jadro mnohých ASIC obvodov.

### PIC
[náhľad|Mikrokontroléry PIC [Microchip Technology v puzdrach DIP a QFN s mincou pre porovnanie]]
V roku 1985 firma Microchip odkúpila jadro PIC od krachujúcej firmy General Instruments a ďalej ho vyvíjala. Má jednoduchú štruktúru a malé množstvo inštrukcií. Vyrába sa v niekoľkých rodinách – PIC12, PIC16, PIC17, PIC18, dsPIC – líšiacich sa výkonom, ale majú podobnú inštrukčnú sadu. Významnou vlastnosťou mikrokontrolérov PIC je ich nízka spotreba, najmä pri malých pracovných frekvenciách.

### AVR

[náhľad|8-bitový mikrokontrolér z rodiny [AVR, Atmel ATmega328P (RISC, 20 MHz, 32 KiB FLASH, 2 KiB SRAM, 1 KiB EEPROM) v puzdre DIP28 na doske jednodoskového počítača Arduino Uno]]
Architektúra AVR bolo vyvinutá dvoma nórskymi študentmi. Neskôr bola predaná firme Atmel. Čipy AVR sú 8-bitové RISC mikrokontroléry. Existuje veľké množstvo variant týchto mikrokontrolérov. Používajú sa v platforme Arduino.

### Z8
Spoločnosť Zilog modifikovala svoj 8-bitový mikroprocesor Z80 do podoby mikrokontrolérov s označením Z8.

### MSP430
Rad mikrokontrolérov spoločnosti Texas Instruments so 16-bitovými prvkami a veľmi nízkou spotrebou (vhodný pre batériou napájané aplikácie).

### HC(S)12
Rad mikrokontrolérov spoločnosti Freescale (predtým Motorola).

### ARM

[náhľad|32-bitový mikrokontrolér STM32H747XI s procesorovými jadrami [ARM Cortex-M7 a ARM Cortex-M4 (480 a 240 MHz, 2 MiB FLASH, 1 MiB SRAM) na doske jednodoskového počítača Arduino GIGA R1 WiFi]]
32-bitový mikroprocesor pochádzajúci od spoločnosti Acorn je v poslednom čase využívaný niekoľkými desiatkami výrobcov aj ako jadro výkonných mikrokontrolérov a obvodov typu SoC.

## Výrobcovia
* Intel – priekopník v oblasti mikrokontrolérov, ale od roku 2007 mikrokontroléry už nevyrába
* Atmel
* NXP Semiconductors
* Winbond
* Dallas/Maxim
* STM
* Microchip Technology
* Freescale Semiconductor
* Zilog
* Texas Instruments
* Renesas
* Toshiba
* Fujitsu
* Sharp
* EM Marin

## Referencie

## Pozri aj
* mikroprocesor
* systém na čipe (SoC)
* jednodoskový počítač
* vstavaný systém
* firmware

## Iné projekty


Kategória:Mikroprocesory
Kategória:Mikropočítače
Kategória:Integrované obvody
Kategória:Vstavané systémy
Kategória:Digitálna elektronika