Microcontroladores são o tipo de processador mais amplamente usado no mundo e podem ser encontrados em qualquer lugar. Eles não são encontrados apenas em diferentes partes do PC e até mesmo em alguns componentes. Mas, por exemplo, a geladeira da sua casa, o carro com que você viaja todos os dias e até o elevador com o qual você acessa o seu apartamento tem um. Mas o que exatamente eles são?
Se você perguntar a alguém que tipo de unidade de processamento lógico é mais usado, a resposta será sempre um CPU, mas não é, já que os microcontroladores estão por toda parte. Mesmo dentro da CPU do seu PC. Como eles são diferentes de uma CPU convencional e onde são usados?
O que são microcontroladores?
Um microcontrolador como o SoC é um sistema em um chip, mas com uma diferença importante que é que a memória em que os programas são executados não está localizada em um chip separado, mas dentro do mesmo chip. Portanto, o microcontrolador carece completamente de pinos de endereçamento e dados que se comunicam com um dispositivo externo RAM memória.
A memória dentro do microcontrolador é uma memória flash do tipo programável, que é acessada através dos pinos de entrada e saída ao redor do microcontrolador. Por não usar memória RAM convencional, mas sim memória programável e não volátil, isso significa que o tempo de acesso aos dados e instruções é muito maior do que em uma CPU e, portanto, os microcontroladores operam em velocidades de clock muito menores. ao mesmo tempo, isso permite que eles consumam muito menos energia.
Além disso, o fato de ter a memória com os dados do programa permite não só o uso de um arquiteto Von Neumann onde dados e instruções estão juntos. No caso de alguns microcontroladores, os dados e as instruções são separados usando uma arquitetura do tipo Harvard.
Exemplo de microcontrolador, Microchip PICs
O PIC16F887 é um microcontrolador que tem sido utilizado em vários lugares ao longo de sua história, suas especificações são as seguintes:
- Sua CPU interna possui um ISA do tipo RISC com apenas 35 instruções, que possuem um tempo de 1 ciclo por instrução, com exceção das instruções de salto.
- Ele funciona entre a velocidade de clock de 0-20 MHz.
- Possui 8 KB de memória ROM programável como memória do sistema, que pode ser modificada em até 100,000 vezes.
- Ele também possui 256 bytes de memória EEPROM.
- Para dados temporários, possui 368 bits de RAM.
- Possui três unidades contadoras, com as quais podemos contar os ciclos do clock em que cada instrução se executa, são chaves para poder realizar determinadas funções.
- 35 pinos de entrada e saída, para programar o microcontrolador ou comunicar-se com periféricos.
Para programar esses microcontroladores, é utilizado um software denominado MPLAP IDE, que suporta todos os microcontroladores PIC e com o qual podemos programar esses microcontroladores através de linguagem assembly ou através de um compilador C integrado.
A arquitetura PIC não é o único microcontrolador do mundo, mas tem sido uma das mais utilizadas, entre as quais podemos encontrar várias marcas, sendo a mais famosa o Atmel AVR usado na plataforma Arduino. , que ultrapassou o PIC em popularidade nos últimos anos.
Microcontroladores em nossa vida diária
- Microcontroladores são usados em vários lugares no dia a dia, aqui estão alguns exemplos de seu uso:
- Embora estejam sendo substituídos por celulares, as calculadoras de bolso de baixo custo comumente usadas em ambientes de ensino são simples o suficiente para usar um microcontrolador interno.
- Você precisa lavar suas roupas? Bem, você deve saber que se você faz isso na máquina de lavar em casa ou em uma industrial, há um microcontrolador por trás dela.
- Os robôs nas linhas de montagem repetem os mesmos processos continuamente, eles estão executando um programa, que é executado por um microcontrolador.
Existem muitos exemplos da vida cotidiana onde há um microcontrolador por trás que torna essa tarefa ou aplicação possível, então sem eles a vida seria mais complicada.