Componentes eletrônicos: Introduzindo Microcontroladores - manequins

A microcontrolador é um computador completo em um único chip eletrônico. Eles podem ser comprados por US $ 50 ou menos. Como todos os sistemas informáticos, os microcomputadores consistem em vários subsistemas básicos:

• Unidade de processamento central (CPU): A CPU executa as instruções fornecidas por um programa. A CPU pode fazer todas as operações necessárias para o bom funcionamento do computador, como mover dados de um local de memória para outro ou receber dados como entrada do mundo exterior.

• Relógio: A CPU e outros componentes do microcontrolador são conduzidos por um relógio que fornece pulsos de temporização que controlam a estimulação das instruções do programa à medida que são executadas uma a uma pela CPU. Para a maioria dos microcontroladores, o relógio marca um ritmo de alguns milhões de carrapatos por segundo. Em contrapartida, o relógio que conduz um computador de mesa típico marca vários pontos de prova bilhões por segundo.

• Memória de acesso aleatório (RAM): Fornece uma área do rascunho onde o computador pode armazenar os dados em que está trabalhando. Por exemplo, se você quiser que o computador determine o resultado de um cálculo (como dois mais dois), você precisa fornecer uma localização na RAM onde o computador pode armazenar o resultado.

  Em um computador desktop, a quantidade de RAM disponível é medida em bilhões de bytes (GB para gigabytes). Em um microcontrolador, a RAM geralmente é medida apenas bytes. Isso é certo: não bilhões (GB), milhões (MB; megabytes), ou mesmo milhares (KB; kilobytes) de bytes, mas sim bytes simples. Por exemplo, o popular BASIC Stamp 2 tem um total de 32 bytes de RAM.

• EEPROM: Um tipo especial de memória que contém o programa que é executado em um microcontrolador. EEPROM significa Memória de leitura programável apagável eletronicamente , mas isso não será no teste.

  EEPROM é somente leitura, , o que significa que, uma vez que os dados foram armazenados na EEPROM, os dados não podem ser alterados por um programa executado na CPU do microcontrolador. No entanto, é possível escrever dados na memória EEPROM conectando a EEPROM a um computador através de uma porta USB. Então, o computador pode enviar dados para a EEPROM.

  É assim que os microcontroladores são programados. Você usa um software especial em um PC para criar o programa que deseja executar no microcontrolador. Em seguida, você conecta o microcontrolador ao PC e transfere o programa do PC para o microcontrolador. O microcontrolador executa as instruções estabelecidas no programa.

  A maioria dos microcontroladores tem alguns milhares de bytes de memória EEPROM, o que é suficiente para armazenar programas relativamente complicados baixados de um PC.

  Uma das características mais importantes da memória EEPROM é que ele não perde seus dados quando você desliga a energia. Assim, uma vez que você transfere um programa de um PC para uma EEPROM de um microcontrolador, o programa permanece no microcontrolador até você substituí-lo por algum outro programa.

  Você pode desligar o microcontrolador e colocá-lo em uma prateleira de armário por anos, e quando você voltar a ligar o microcontrolador, o programa que foi gravado anos atrás será executado novamente.

• pinos de E / S: Uma das características mais importantes de um microcontrolador é o pinos de E / S, que permitem que o microcontrolador se comunique com o mundo exterior. Embora alguns microcontroladores tenham pinos de entrada e pinos de saída separados, a maioria tem pinos de E / S compartilhados que podem ser usados ​​para entrada e saída.

  Os pinos de E / S geralmente usam a interface lógica TTL básica: ALTO (lógica 1) é representado por +5 V e LOW (lógica 0) é representado por 0 V.

  A maioria dos microcontroladores pode lidar apenas com uma pequena quantidade de corrente diretamente através dos pinos de E / S. 20-25 mA é típico. Isso basta para acender um LED, mas os circuitos que exigem mais corrente devem isolar a carga de corrente mais alta dos pinos de E / S do microcontrolador. Isso geralmente é feito usando um driver de transistor.