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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Это не микроконтроллер. Это то, что должно контролироваться одним. Это реле высокого напряжения. Очень часто используется для переключения 220В.
  4. Еще один пример отладочной платы. Это самый популярный среди новичков. Это называется Arduino.
  5. Это уменьшенная версия микроконтроллера №2. Хороший: он небольшой, но относительно простой в программировании.
  6. Это переходное устройство. Полезно, если в вашем микроконтроллере отсутствует порт USB, который можно заменить этим устройством.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.