میکروکنترلر:

میکروکنترلر (Microcontroller)، یکی از مهمترین اجزای الکترونیکی در دنیای امروز هستند.

کاربرد میکروکنترلر ها:

این دستگاه‌ها، درون یک تراشه یا یک برد الکترونیکی قرار دارند و شامل یک پردازنده، حافظه، ورودی/خروجی‌ها و تعدادی قابلیت دیگر مانند تایمرها، شمارنده‌ها، مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال و برعکس هستند.

میکروکنترلر ها (Microcontrollers) به دلیل کوچک بودن، مصرف انرژی کم، قابلیت برنامه‌ریزی و اجرای فرآیندهای مختلف، به طور گسترده در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی مانند:

ربات‌ها، دستگاه‌های خانگی، دستگاه‌های پزشکی، صنایع خودروسازی، صنایع هوا فضایی و غیره استفاده می‌شوند.

برنامه نویسی میکروکنترلر ها:

برای برنامه‌ریزی میکروکنترلر ها(Microcontrollers)، معمولاً از زبان‌های برنامه‌نویسی C و Assembly استفاده می‌شود.

همچنین برای توسعه برنامه‌های میکروکنترلر،از محیط‌های توسعه یا IDE مختلفی مانند Keil، MPLAB، Arduino IDE و غیره استفاده می‌شود.

معرفی برخی از میکروکنترلرهای معروف:

1. Arduino:

احتمالا مشهورترین میکروکنترلر در بین مبتدیان و حرفه ای هاست. سادگی برنامه نویسی و وجود یک کامیونیتی بزرگ پشتیبان از مزایای آردوینو است.

2. Raspberry Pi:

یک سیستم توکار قدرتمند که به عنوان یک کامپیوتر کاربردی و نه تنها به عنوان یک میکروکنترلر عمل می کند. برای پروژه‌های پیچیده مناسب است.

3. ESP32:

یکی از محبوب ترین میکروکنترلرهای WiFi است. ارزان قیمت، قدرتمند و با ویژگی های متنوع. برای پروژه‌های اینترنت اشیا کاربرد فراوان دارد.

4 . STM32:

یک سری از میکروکنترلرهای قدرتمند شرکت STMicroelectronics هستند که برای کاربردهای مختلف و پیچیده طراحی شده اند. پرکاربردترین مدل STM32F4 است.

5. PIC18:

یکی دیگر از محصولات محبوب Microchip که برای کارآمدی بالا در مصرف انرژی طراحی شده است. یکی از ارزان قیمت ترین میکروکنترلرهاست.

کلا میکروکنترلرهای مختلف بر اساس کاربرد، قدرت پردازشی، قیمت، میزان پشتیبانی و فضای برنامه خود منحصر بفرد هستند.

سایر میکروکنترلرهای معروف شامل سری ATmega و ATtiny از شرکت ATMEL، سری PIC از شرکت Microchip، سری STM32 از شرکت STMicroelectronics و سری LPC از شرکت NXP هستند.

هر یک از این سری‌ها دارای ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص خود هستند و برای کاربردهای مختلف در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

معرفی برخی کنترل کننده‌های میکرو:

آردوینو:

– به دلیل زبان برنامه‌نویسی ساده (مبتنی بر وایرینگ)، برای مبتضی‌ها آسان است.
– سخت‌افزار و نرم‌افزار منبع‌باز
– پشتیبانی گسترده جامعه با کتابخانه‌ها، راهنماها و کد مثال فراوان
– ورودی/خروجی های مختلف مانند سنسورها، موتور
– قدرت پردازش و حافظه محدودتر از سایر کنترل کننده‌ها

راسپبری‌پای:

– می‌تواند مانند یک رایانه باشد، نه فقط یک کنترل‌کننده
– پردازنده قدرتمند با ARM و حافظه ۱ تا ۲ گیگابایت
– پشتیبانی از سیستم‌عامل‌های لینوکس مانند راسپبین
– متفاوت‌ترین ورودی‌/خروجی ها مانند اچ‌دی‌ام‌آی، یواس‌بی و ال‌سی‌دی
– نیازمند لوازم‌الفراغ بیشتر نسبت به کنترل‌کننده‌های معمولی

اسپی 32:

– توانایی وصل شدن به شبکه‌های وای‌فای و بلوتوث را دارد
– به طور داخلی قابلیت‌های ADC ،DAC ،PWM ،I2C و UART را دارد
– پین‌های اچ‌پی‌آی‌او و قدرت پردازشی مناسب برای پروژه‌های اینترنت-اشیا
– مصرف انرژی پایین
– آردوینو آی‌دی‌ئی را پشتیبانی می‌کند

پی آی سی 18:

– میکروکنترلر با هزینه‌ی مقرون‌به‌صرفه
– از طراحی با مصرف انرژی پایین استفاده شده برای کاربردهای باتری‌دار
– ویژگی‌های داخلی مانند ADC ،تایمرها ، PWM
– پشتیبانی از آی‌دی‌ئی MPLAB X برای توسعه
– نسخه‌هایی با پین‌های زیاد و گزینه‌های ورودی/خروجی متنوع

قابلیت های ارتباطی اسپی 32 و پی آی سی 18:

اسپی 32:

– اسپی 32 وای فای و بلوتوث دارد که امکان ارتباط با شبکه های بی سیم را فراهم می کند. این قابلیت بسیار مفید برای پروژه های اینترنت اشیا است.
– دارای ۱۶ پین GPIO است که امکان اتصال به سنسورها و اجراکننده های مختلف را فراهم می کند.

پی آی سی 18:

– دارای پین های UART است که با استفاده از آنها می توان با مدارات سریالی دیگر ارتباط برقرار کرد. بیشترین پین های UART در نسخه‌های با پین بیشتر وجود دارد.
– همچنین پین I2C برای اتصال به دستگاه های I2C سازگار همانند سنسورها وجود دارد.

به طور خلاصه قابلیت های ارتباطی اسپی 32 بیشتر بر پایه بی سیم و WiFi است در حالی که پی آی سی 18 عمدتا قابلیت های سریالی و I2C دارد.

پی آی سی 18 و قابلیت اتصال به شبکه‌های بی سیم:

برخی از مدل‌های پی آی سی 18 قابلیت اتصال به شبکه‌های بی‌سیم را هم دارند. به‌طور مثال مدل‌های PIC18F47Q10 و PIC18F47Q11 دارای قابلیت‌های WiFi و Bluetooth هستند.

این قابلیت به کمک یک مدول بی‌سیم جداگانه که به طور داخلی به این مدل‌های پی آی سی 18 متصل است، فراهم شده است. بنابراین می‌توان از این مدل‌ها در پروژه‌های اینترنت اشیا استفاده کرد.

فاصله برد و سرعت انتقال داده‌ها در این قابلیت بی‌سیم، کمی کمتر از یک ESP32 خالص است ولی همچنان امکان‌پذیر است.

در کل برخی مدل‌های خاص پی آی سی 18 نیز قابلیت اتصال به شبکه‌های بی‌سیم را دارند ولی همچنان ESP32 به عنوان یک میکروکنترلر WiFi و بلوتوث، قابلیت‌ بیشتری دارد.

مدل‌های دیگری از پی آی سی 18 که قابلیت اتصال به شبکه‌های بی‌سیم را دارند:

– PIC18F67Q10:

مدل قدرتمند از خانواده پی آی سی 18 که دارای WiFi، Bluetooth و GPS داخلی می‌باشد. حافظه 64 کیلوبایت فلش و سی پی یو پرسرعت CMOS مناسب برای پروژه‌های بی‌سیم است.

– PIC18F47Q10:

دارای WiFi، Bluetooth و 16KB حافظه فلش است و از آنالوگ دیجیتال ترکیبی و انواع ورودی/خروجی مختلف بهره می‌برد.

– PIC18FQ26/27:

این مدل‌ها دارای WiFi و حافظه 32KB هستند که برای پروژه‌های ساده‌تر مناسب است.

– پیک18F07K22 – به‌طورکلی خانواده PIC18F07K قابلیت اتصال به شبکه بی‌سیم را دارند.