Микроконтроллеры. Введение
Это первая статья из серии о микроконтроллерах. Цель этой серии - познакомить аудиторию с темой, показать, как программировать микроконтроллеры и в чем польза этих знаний.
Что такое микроконтроллер
Для начала разберемся наглядно, что такое микроконтроллер, а что нет.
Многие электронные устройства выглядят так же пугающе. Дело не в том, что это комплекс, это просто голое железо. Вот список устройств, с которыми вы, вероятно, столкнетесь при изучении микроконтроллеров. После я дам краткое описание каждого из них.
Очевидное сходство: у каждого устройства есть металлические штифты. Когда вы подключаете телефон к компьютеру через USB, в мире микроконтроллеров вы увидите множество контактов.
Позвольте мне кратко объяснить каждое устройство:
- Этот небольшой чип представляет собой компактную версию микроконтроллера. Небольшой размер идеально подходит для производственной среды. Как недостаток, это сложнее программировать. Возможно, вы захотите выбрать следующий в списке для процесса разработки и этот для производственной среды.
- Этот называется доской для разработки. Все же микроконтроллер, хотя больше подходит для разработки. У него есть порт USB, который будет использоваться для подключения к компьютеру с помощью основного телефонного кабеля. На нем также есть несколько кнопок и светодиодных индикаторов, с которыми вы можете поиграть.
- Это не микроконтроллер. Это то, что должно контролироваться одним. Это реле высокого напряжения. Очень часто используется для переключения 220В.
- Еще один пример отладочной платы. Это самый популярный среди новичков. Это называется Arduino.
- Это уменьшенная версия микроконтроллера №2. Хороший: он небольшой, но относительно простой в программировании.
- Это переходное устройство. Полезно, если в вашем микроконтроллере отсутствует порт USB, который можно заменить этим устройством.
- Пара радиопередатчика и приемника. Используется для обработки радиосигналов. Вы можете организовать связь между микроконтроллерами. Хотя я предпочитаю использовать микроконтроллеры с возможностью Wi-Fi, если мне нужна линия связи.
- Это похоже на микроконтроллер №4, но это не так. На самом деле это полноценный компьютер. С гораздо большим количеством вычислительных ресурсов на борту. Вы можете подключить монитор, клавиатуру, мышь и использовать его как стандартный компьютер. Обратите внимание, что у него те же контакты, что и у других микроконтроллеров в списке.
- Это базовый пример датчика. Микроконтроллеры собирают данные с помощью таких устройств. В данном случае это датчик яркости.
ПК против микроконтроллера
Видите ли, микроконтроллер отличается от ПК, но назначение то же самое. Если вы думаете об этом, основная цель любого компьютера - получить некоторый ввод с клавиатуры, Интернета, мыши и т. Д., А затем произвести вычисления на основе ввода и передать вывод в Интернет, на экран или на другое устройство. Назначение микроконтроллера точно такое же.
Таким образом, вы можете думать о микроконтроллере как о мини-компьютере.
Большая концептуальная разница в том, что у микроконтроллера нет операционной системы. Вместо этого он использует так называемое микропрограммное обеспечение, которое служит той же цели, что и ОС, но намного проще. Он обеспечивает базовую функциональность устройства.
Итак, у вас есть чистое устройство, которое состоит из процессора, флэш-памяти и других периферийных частей, а также прошивки, загруженной во флэш-память. Это базовая линия. Следующим шагом будет написание вашей собственной программы с использованием прошивки.
Само программирование не сильно отличается от программирования компьютера. Я подробно расскажу о программной части в следующих статьях.
Просто помните, что у вас очень мало доступных ресурсов. Вместо ГБ ОЗУ на ПК мы говорим о меньшем объеме ОЗУ на микроконтроллере.
Причины для программирования микроконтроллера
- Микроконтроллер может заменить компьютер во многих случаях использования.
- Это расширит ваш общий взгляд на программирование.
- Если вы программист, это небольшой шаг к изучению электроники и наоборот.
- Вы можете управлять другими устройствами и создавать дешевые системы.
- Вы можете автоматизировать процессы. Веб-серфинг, будильники и т. Д.
Что дальше?
Вскоре я напишу еще несколько статей по следующим темам:
- Как настроить среду разработки для программирования микроконтроллеров
- Выберите правильный микроконтроллер.
- Esp-семья. Семья Ардуино. Прошивка. Arduino IDE, NodeMCU.
- Как организовать сеть микроконтроллеров.
- По воздуху обновления и процесс разработки.
- Сценарии использования микроконтроллера.
и многое другое.