جهان آینده ما در تسلط میکروکنترلرها

با نگاهی گذرا به محصولات الکترونیکی اطراف خود و مقایسه آنها با اجدادشان متوجه میشوید که آنها روزبروز هوشمندتر و کاراتر شده اند و از طرفی ظریفتر و کم حجم تر. مثلا به تلویزیون خود نگاه کنید آنقدر باریک شده که گاهی آدم با خودش میگوید چطور ممکن است ؟ وسایل داخل آن کجا رفته ؟ آنرا با تلویزیونهای 20 یا 30 سال پیش مقایسه کنید. باور نکردنی است. اما واقعا مهمترین عامل این تغییرات چیست ؟

یکی از عوامل انقلابی در دنیای دستگاههای الکترونیک هوشمند میکروکنترلرها هستند. در واقع میکروکنترلرها، کامپیوترهای کوچکی به شکل یک مدار مجتمع یا IC هستند که میتوان آنها را برای عملیات خاصی برنامه ریزی کرد تا به عنوان مغز اصلی یک مدار الکترونیک یا یک دستگاه عمل کند.

میکروها شامل اجزائی همچون پردازشگر، حافظه، ورودی و خروجی های قابل برنامه ریزی، تایمر ها و ... هستند که میتوانند با به عهده گرفتن وظایف بسیاری، حجم مدارها و ابعاد دستگاهها را کاهش داده و توانایی های بزرگی برای آنها به ارمغان آورند.

آیا ایده ای دارید که چه دستگاههایی از میکروکنترلرها استفاده میکنند و چرا ؟

 

میکروها در دستگاههای کنترل سلامتی

تقریبا همه دستگاههای پزشکی و مرتبط با سلامتی از میکروها استفاده میکنند زیرا میکروها میتوانند صفحه کلید را مدیریت کنند، اطلاعات حسگرهای مختلف را بخوانند و با کنترل نمایشگرهای مختلف، اطلاعاتی را به کاربر نشان دهند. همچنین انجام محاسبات مختلف و تبادل اطلاعات را نیز به راحتی انجام میدهند. دستگاههای کنترل فشار خود، کنترل قند خون و اکسیژن خون، اندازه گیری و کنترل دمای بدن، اندازه گیری ضربان قلب و ... همه از میکروها استفاده میکنند.

 

میکروها در صنایع نظامی

امروزه تقریبا تمامی سلاح های پیشرفته و تسلیحات کنترلی و دفاعی نظیر موشکهای ضد تانک، موشکهای زمین به هوا، هواپیماها، تانکها، رادارها و ... همه به میکروکنترلر مجهز هستند زیرا میکروها با اندازه گیری و کنترل دقیقتر و به دور از احساسات و محدودیت های انسانی، تصمیم گیری را راحتتر کرده و در کنترل بهتر تجهیزات به انسان یاری میرساند.

 

میکروها در اسباب بازی ها

اغلب اسباب بازی های الکترونیکی نیز امروزه به میکروها مجهزند. میکروها و توانایی های آنها باعث میشوند اسباب بازی ها سرگرم کننده تر و هوشمندتر شوند و زیرساخت مناسبی برای افزایش دانش و مهارتهای کودکان فراهم کنند. اسباب بازی های مینی روبات، ماشینهای کنترلی، هواپیماها و هلیکوپترهای کنترلی، عروسکهایی با توانایی های انسانی و ... همه نمونه هایی از محصولاتی هستند که میکروها در آنها نقشی حیاتی دارند.

 

میکروها در لوازم خانگی

لوازم داخل خانه مانند یخچال، تلویزیون، مایکرو فر، اجاقهای خوراک پزی، سیستم های صوتی، ماشین لباسشویی و ظرفشویی، ساعتهای دیواری، سیستمهای حفاظتی، کنترلرهای دما و رطوبت و لیست پایان ناپذیری از لوازم منزل همگی با استفاده از توانایی های میکروها تولید میشوند زیرا میکروها با بالا بردن دقت عملکرد، کیفیت را به لوازم مورد استفاده بشر و در نتیجه برای بشر به ارمغان می آورد.

 

تجهیزات اداری و شبکه ای

در دل تمامی تجهیزات الکترونیکی اداری نظیر فکس، تلفنهای هوشمند، دستگاه تکثیر، مودمها، هاب ها، سوئیچ ها، روترها، ... یک میکرو زمام امور را به دست گرفته.

این لیست ها انتهایی ندارد: تجهیزات خودرویی، تجهیزات صنعتی، ابزار دقیق و تجهیزات آزمایشگاهی، دستگاههای اندازه گیری و ...

چیزی که واقعا هیجان انگیز است این است که با کمک میکروها میتوان بسیاری از پیچیدگی های سخت افزاری را به نرم افزار منتقل نمود و نه تنها هزینه نمونه سازی و تولید را بسیار پایین آورد بلکه بعضا کارهایی انجام داد که تقریبا با سخت افزار غیر ممکن یا بسیار مشکل است.

 

میکروکنترلرهای AVR

میکروهای AVR که نامش را از کلمات Advanced Virtual RISC گرفته، یک چیپ مبتنی بر معماری 8 بیتی RISC Harvard است که در سال 1966 توسط کمپانی Atmel تولید شد. معماری Harvard به این معنی است که برنامه ها و اطلاعات در دو فضای متفاوت در داخل میکرو جمع آوری میشوند و به طور همزمان مورد استفاده قرار میگیرند. این میکرو یکی از پیشرفته ترین و معروفترین میکروهای دنیاست و این شهرت خود را مدیون توانایی و سرعت بالا، امکانات گسترده، تنوع زیاد، مصرف کم و قیمت پایین آن است.

در سال 1997 مدلهای AT90S1200 و AT90S8515 پرکاربردترین میکروهای AVR بودند. امروزه تنوع میکروهای AVR بسیار زیاد شده و برخی از آنها از معماری 32 بیتی استفاده میکنند. از معروفترین سریهای AVR در ایران سری ATMega و ATTiny میباشند : ATMega8، ATMega16، ATMega128 و ... برای مقایسه مدلهای مختلف سری ATMega میتوانید به اینجا مراجعه کنید.

برنامه نویسی میکروهای AVR توسط زبانهای مختلفی نظیر C، C++، Assembly، Basic و ... امکانپذیر است و محیطهای مختلفی نیز برای توسعه و برنامه نویسی آن تهیه شده که معروفترینهای آنها CodeVision، Atmel Studio و Bascom است.

 

بازار میکروکنترلرها

از آنجا که میکروها در بسیاری از لوازم الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرند توسعه بازار تمامی این محصولات، عملا به معنی توسعه روز افزون بازار خود میکروکنترلرها و بازار کاری متخصصین و برنامه نویسان آنهاست.

سایت statista بازار فروش میکروهای 8، 16 و 32 بیتی در سال 2020 را یک بازار 20000 میلیون دلاری پیشبینی کرده است و این در حالی است که در سال 2015 این عدد 16000 میلیون دلار بوده یعنی یک افزایش حدود 20 درصدی. این موضوع در استراتژیها و تصمیمات شرکتهای مرتبط با این فناوری تاثیرات عمیقی خواهد گذاشت و برای بسیاری از کمپانی هایی که در زمینه طراحی و برنامه نویسی میکروها ارائه خدمت میکنند، اهمیت فراوانی دارد.

به طور خلاصه جهان آینده ما در تسلط میکروها خواهد بود.

 


 

چنانچه به فراگیری کار با میکروهای AVR علاقه‌مند هستید یا برای اجرای پروژه با میکروهای AVR به کمک نیاز دارید، با گاما تماس حاصل نمایید.

 

 

گسترش اطلاعات مبین اندیشه ایرانیان

g-a-m-a.com