تعرف على الميكروكنترولر

[محمد رجب]

Microcontroller

المتحكم الصفـري أو المايكروكنترولر هـو في الواقـع كمبيـوتر صغير مصمـم خصيصـا ليقوم بأعمال معينة. ويستخدم الذاكرة لتخزين الأوامر المبرمجـة و القيــام بتنفيذ هــذه الأوامـر مثـل التشغيل والإطفاء , التوقيت , العد ، الحساب وغير ذلك من العمليات.

تم استعمال أول ميكروكنترولر فـي عام 1969 ومنذ ذلك الـوقت بدأت هذه المتحكمات بالانتشار حتى بات من الصعب العمل في مجال الإليكترونيات الحديثة بدون معرفة الميكروكنترولر.


وهذه المتحكمات العجيبة موجودة في داخــل العديـد من الأجهـزة التي نستخدمهــا في حيـاتنا اليومية.

فمثلاً في السيارة نجد أن الفرامل (الكوابح) و مثبت السرعة يتم التحكم فيها عن طريق الميكروكنترولر.

ولو نظرنا إلى فرن المايكروويف في المطبخ لوجدنا بداخله ميكروكنترولر للتحكم بالتوقيت والحرارة بحسب الخيارات التي نطلبها عند الطبخ.

والأمثلة على الأجهزة التي يوجد بداخلهـا ميكروكنترولر كـثيرة منهـا الهواتـف الجوالة ، الثلاجات ، الغسالات، التلفزيونات ، كاميرات الفيديو ، الكاميرات الرقمية وغير ذلك كثير .

خواص الميكروكنتروللر:
كما ذكرنافإن الميكروكنترولر هو عبـارة عن كـمـبـيـوتـــــر صغير ولكن ما هي الخواص التي تميزالميكروكنترولر عن باقي الكمبيوترات ؟أهم هذه الخواص هي:(1) يكون الميكروكنتروللر عادة بداخل جهاز آخر للتحكم بذلك الجهاز كما ذكرنا سابقاً.(2) يكون في الميكروكنتروللر ما يحتاجه من الذاكرة مثل الرام والروم

(RAM & ROM) فهو ليس بحاجة إلى شرائح خارجية للذاكرة.

(3) يكون عمل الميكروكنتروللر محدد بمهمة واحدة وتنفيذ الأوامر في برنامج واحد يكون مخزناً في ذاكرة الميكروكنتروللر.(4) يكون استهلاك الميكروكنتروللر من الطاقة صغيراًًجدا بالنسبة للكمبيوترات الأخرى فمثلا بعضها يستهلك 50 مبللي وات بينما الكمبيوترالعادي الذي نستخدمـه فـي منـازلنـا قد يستهلك 50 وات.

مكونات الميكروكنتروللر:

تحتوي شريحة الميكروكنتروللر على معالج بيانات ، ذاكرة رام و ذاكرة روم ، منافذ للمداخل والمخارج (I/O interfaces) ،مؤقتات وأنظمة أخرى مثل محولات القيم التمثيلية إلى رقمية (ADC).
والآن لنعطي نبذة عنعمل كل من هذه الأجزاء:معالج البيانات:و يعتبر قلب الميكروكنتروللر ويختلف باختلاف الجهاز المستخدم وكذلك مصنع الجهاز فمثلاً معالج البيانات المستخدم في جهاز الهاتف الجوال يختلف عن ذلك المستخدم في فرن المايكروويف.

الذاكرة:وتنقسم إلى رام و روم. أما الرام فتستخدم لتخزين المعلومات ويتراوح حجمها بين 25 بايت و 4 كيلوا بايت بحسب الميكروكونتروللر .أما الروم فيتراوح حجمها بين 512 بايت و 4096 بايت وقد يصل حجمها إلى 128كيلو بايت في بعض المايكروكنتروللر. وتستخدم الروم لتخزين البرامج التي تحتوي الأوامر التي ينفذها الميكروكنتروللر.وذاكرة الروم قد تكون من نوع الروم (ROM) حيث يمكن برمجتها مرة واحدة فقط وقد تكون من نوع إي بروم (EPROM) أو إي ايبروم (EEPRPM) حيث يمكن برمجتها عدة مرات.منافذ المداخل والمخارج:
وهذه المنافذ الرقمية توفر للمايكروكنتروللر الطريق للتعامل مع الأجهزة الخارجية. حيث يمكن استعمالها لتشغيل الدايودات المضيئة والمرحلات ويختلف عدد هذه المنافذ بحسب الميكروكنتروللرالمنفذ التسلسلي:
المنفذ التسلسلي يسمح بتبادل المعلومات بين الميكروكنتروللر و الأجهزة الأخرى مثل الكمبيوتر و المايكروكنتروللر الأخرى.

المؤقت:
يسمح للمايكروكنتروللر بالقيام بالمهمات لفترات زمنية محددة


المحول التمثيلي إلى رقمي:
و هو يترجم المعلومات الداخلة بالهيئــة التمثيـليـة (Analog) إلى هيئـة رقميـة (Digital) حتـى يتمكن الميكروكنتروللر من فهمها والاستجابة لها.

والحمد لله الذى هدانا لهذا وما كنا لنهتدى لولا أن هدانا الله