Mikrocontroller sind kleine, hochentwickelte integrierte Schaltungen, die die wichtigste Komponente vieler elektronischer Geräte sind. Sie enthalten einen Prozessor, einen Speicher sowie Ein- und Ausgabeschnittstellen und sind somit komplette Computersysteme, die auf einem einzigen Chip untergebracht sind. Mikrocontroller sind darauf ausgelegt, Aufgaben mit präziser Steuerung auszuführen, was ihnen eine breite Anwendung ermöglicht.
Konstruktion von Mikrocontrollern
Das Kernstück des Mikrocontrollers ist der Prozessor (CPU), der für die Ausführung von Programmanweisungen zuständig ist. Eingebaute Speicherblöcke, wie Flash und RAM, ermöglichen die Speicherung von Code und Benutzerdaten. Mikrocontroller sind außerdem mit E/A-Anschlüssen (Eingabe/Ausgabe), Timern und Kommunikationsschaltungen (UART, SPI, I2C) ausgestattet, die die Interaktion mit anderen Geräten und Komponenten ermöglichen.
Anwendung von Mikrocontrollern
Mikrocontroller sind in der Unterhaltungselektronik, der industriellen Automatisierung, medizinischen Geräten und IoT-Systemen (Internet of Things) weit verbreitet. Aufgrund ihrer Flexibilität und geringen Kosten werden sie in Haussteuerungsgeräten, Sensoren, Alarmsystemen und sogar Robotern eingesetzt.
AVR und Atmel Mikrocontroller
Einer der beliebtesten Hersteller von Mikrocontrollern ist Atmel, am besten bekannt für seine AVR Mikrocontrollerfamilie. AVR Mikrocontroller sind bei Bastlern und professionellen Ingenieuren beliebt, da sie einfach zu programmieren sind und eine Vielzahl von Tools zur Unterstützung von Design und Konfiguration zur Verfügung stehen. AVR Mikrocontroller basieren auf einer RISC-Architektur, d. h. sie können mehrere Befehle pro Taktzyklus ausführen. Dadurch sind sie energieeffizient und bieten eine hohe Leistung bei kleinen Anwendungen.
Programmierung von Mikrocontrollern
Mikrocontroller Programmieren erfolgt normalerweise in Low-Level-Sprachen wie C oder Assembler. Das Erstellen und Debuggen von Code für AVR Mikrocontroller wird durch beliebte Entwicklungsumgebungen wie Atmel Studio oder Arduino IDE ermöglicht. Der Programmierprozess umfasst das Schreiben von Code, das Kompilieren in binäre Form und das anschließende Hochladen in den Speicher des Mikrocontrollers mithilfe von ISP-Programmierern.
Speicher in Mikrocontrollern
Mikrocontroller können über einen integrierten Speicher mit verschiedenen Eigenschaften verfügen. Für die Speicherung des Programms wird ein Flash-Speicher verwendet, da er nicht flüchtig ist und die Daten auch nach dem Ausschalten der Stromversorgung beibehält. Der schnelle RAM-Speicher speichert temporäre Daten, die für die Ausführung des Programms benötigt werden, verliert aber seinen Inhalt, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. EEPROM ist ebenfalls in einigen Mikrocontrollern vorhanden und ermöglicht die Speicherung einer kleinen Datenmenge mit der Möglichkeit der Änderung während des Betriebs.
Große Auswahl im Micros
Mikrocontroller sind ein wichtiger Bestandteil der modernen Elektronik. Der MICROS-Shop bietet eine breite Palette solcher Produkte, darunter AVR, Atmel Mikrocontroller und Speicher. Mit den hier erhältlichen Mikrocontrollern lassen sich intelligente, autonome Systeme mit einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten erstellen. Sie können daher sowohl von Elektronik-Anfängern als auch von fortgeschrittenen Ingenieuren verwendet werden.