میکروکنترلر ها

میکروکنترلر (Microcontroller) یک قطعه‌ی الکتریکی است که تعدادی پایه دارد و توسط یک رابطی به کامپیوتر متصل می‌شود و توسط کامپیوتر به آن کد داده می‌شود تا اجرا کند. به عبارت دیگر، یک کامپیوتر کوچک است که در یک تراشه جای گرفته و برای انجام وظایف خاص و کنترل دستگاه‌ها و سیستم‌ها طراحی شده است. میکرو کنترلر از حافظه و پردازنده و پورت‌های ورودی و خروجی تشکیل شده است. در یکسری از محصولات الکترونیکی هم به عنوان پردازنده مرکزی استفاده می‌شود. میکرو کنترلر ها انواع و اقسام متعدد و رنج‌های مختلفی دارند با قابلیت‌ها و کاربردهای مختلف که قیمت میکروکنترلر ها را هم متفاوت می‌کند.

انواع میکروکنترلر بر اساس بیت و توان پردازشی

میکرو کنترلرها انواع مختلفی دارند که هرکدام بسته به ویژگی‌ها و امکاناتی که دارند، در کاربردهای مختلفی به کار می‌روند. در زیر به انواع اصلی آن و کاربردهای هرکدام اشاره می‌کنیم:

1. میکروکنترلر 8 بیتی

ساده‌ترین و پرکاربردترین نوع، مدل 8 بیتی است. در میکرو کنترلرهای 8 بیتی، پردازش داده‌ها و دستورالعمل‌ها با اندازه 8 بیت انجام می‌شود به همین دلیل برای کار‌های ساده و کم‌هزینه مانند کنترل LEDها، موتورهای ساده، سنسورها و دستگاه‌های کوچک استفاده می‌شوند. اگر قصد یادگیری و تمرین دارید مدل 8 بیتی گزینه مناسبی برای شما است. مدل 8 بیتی توانایی پردازش موازی و همزمان دو کار را ندارد.

2. میکروکنترلر 16 بیتی

16 بیتی‌ها قدرت و سرعت بیشتری نسبت به 8 بیتی‌ها دارند و برای پردازش‌های که نیاز به قدرت بیشتر و پایه‌های بیشتر و حافظه‌ی بالاتر دارند مناسب است. کنند. مدل 16 بیتی معمولا در پروژه‌هایی به کار می‌روند که نیاز به پردازش پیچیده‌تر و دقیق‌تری دارند، مانند کنترل‌های صنعتی، وسایل پزشکی و سیستم‌های اندازه‌گیری.

3. میکروکنترلر 32 بیتی

این میکرو کنترلرها بسیار قدرتمند و پرسرعت هستند و برای توسعه دادن یک برنامه‌ی حرفه‌ای مناسب هستند و می‌توانند عملیات پیچیده را با کارایی بالا انجام دهند. این مدل 32 بیتی به دلیل ظرفیت بالایی که دارد برای افرادی که تجربه بالایی در توسعه سخت افزار و برنامه‌نویسی دارند مناسب است. میکرو کنترلر های 32 بیتی به دلیل توان پردازشی بالا در کاربردهای پیشرفته مانند رباتیک، اینترنت اشیا (IoT)، کنترل‌های پیچیده و سیستم‌های امبدد مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انواع میکروکنترلر های معروف

1.AVR

میکروکنترلر AVR توسط شرکت اتمل (Atmel) طراحی و تولید شده و به علت کارایی و عملکرد عالی در بسیاری از پروژه‌های الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. AVR ها از نوع RISC (Reduced Instruction Set Computing) هستند که به معنی استفاده از تعداد دستورات کمتر برای اجرای برنامه‌ها است. این ویژگی، باعث سرعت بالای پردازش و مصرف کمتر انرژی می‌شود. علاوه بر این، مدل AVR از ساختار 8 بیتی برخوردار است و شامل سری‌های مختلفی مانند ATmega و ATtiny می‌شود.

2.ARM

میکروکنترلر ARM نوعی از میکرو کنترلر ها است که بر پایه معماری RISC (Reduced Instruction Set Computing) طراحی شده است. این معماری توسط شرکت ARM Holdings ایجاد شده و به دلیل کارایی بالا و بهینه بودن در مصرف انرژی، به سرعت در صنعت الکترونیک گسترش یافته است. مدل ARM معمولا از هسته‌هایی مانند Cortex-M، Cortex-A، و Cortex-R استفاده می‌کنند که هر کدام به منظور کاربردهای خاص طراحی شده‌اند.

3.ATmega

اتمگا ATmega ، که توسط شرکت Microchip (سابقاً Atmel) توسعه یافته , مبتنی بر معماری AVR است. اتمگاها به دلیل سادگی در برنامه‌نویسی، کارایی بالا، و سازگاری با محیط‌های مختلف، در پروژه‌های DIY، آموزش‌های الکترونیک و سیستم‌های کنترل تعبیه شده بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند. از جمله مدل‌های رایج این سری می‌توان به ATmega328، ATmega32 و ATmega16 اشاره کرد.

خرید میکرو کنترلر

 هنگام خرید میکرو کنترلر ابتدا مشخص کنید که برای چه کاری نیاز دارید. آیا قرار است در یک پروژه ساده مانند روشن و خاموش کردن LED استفاده شود یا در یک پروژه پیچیده مانند رباتیک، سیستم‌های کنترل صنعتی، یا اینترنت اشیا (IoT) به کار برود؟

یکی از موارد مهمی که هنگام خرید میکرو کنترلر باید در نظر بگیرید توان پردازشی یا همان حداکثر پهنای باند گذرگاه داده‌ی میکروکنترلر می‌باشد که اکثرا در توان پردازشی 8 و 13 و 32 بیتی هستند و شما با توجه به نیاز خود انتخاب و خریداری کنید.

به تعداد و نوع پورت‌های ورودی/خروجی میکروکنترلر توجه کنید. بسته به نوع پروژه، ممکن است به پورت‌های دیجیتال، آنالوگ، یا حتی رابط‌های ارتباطی خاص نیاز داشته باشید.

قیمت میکروکنترلر

قیمت میکروکنترلر بسته به مدل، کاربرد و ویژگی‌های فنی آن‌ها متفاوت است. قیمت میکروکنترلر های ساده 8 بیتی مانند سری ATmega و PIC با قیمت‌های مقرون به صرفه از چند دلار شروع می‌شوند و برای پروژه‌های آموزشی و کوچک مناسب‌اند. در مقابل، قیمت میکروکنترلر های پیشرفته‌تر 32 بیتی، مانند سری ARM Cortex-M و STM32، به دلیل قدرت پردازشی بالاتر و امکانات گسترده‌تر، قیمت بیشتری دارند و معمولاً در کاربردهای پیچیده‌تر صنعتی و دستگاه‌های IoT به‌کار می‌روند.