متحكم دقيق

دارة مدمجة

المتحكم الدقيق أوالمتحكم المصغر (بالإنجليزية: Microcontroller)‏ هوحاسوب مصغر على الدوائر المتكاملة لموسفت. ويسمى حديثًا منظومة على رقاقة، ويحتوي على نواة معالج وذاكرة ووحدات الإدخال والإخراج قابلة للبرمجة. المتحكمات الدقيقة تستخدم للتطبيقات المدمجة على العكس من المعالجات المصغرة المستخدمة في الحاسب الشخصي أوالتطبيقات العامة الأخرى المؤلفة من عدة شرائح منفصلة. من استخداماته التحكم في عمليات صناعية أومتغير.

يستخدم في العادة للقيام بمهمة محددة مثل التحكم في إشارة ضوئية وغيرها، عكس المعالج الدقيق الذي يتميز بقدرته على القيام بمهام متعددة. تعمل المتحكمات الدقيقة في الغالب وفق معمارية هارفرد. فيما يلي أبرز مكونات المتحكم الدقيق:

وحدة معالجة مركزية وتتراوح ما بينثمانية إلى 32 وحتى إلى 64 بت
وحدات الإدخال والإخراج
الملحقات كالمؤقتات/العدادات، الراصد (watchdog)
ذواكر الوصول العشوائي لتخزين البيانات
ذواكر للقراءة فقط، ذاكرة للقراءة فقط قابلة للمحووالبرمجة كهربائيا، ذاكرة وميضية
مولد نبضات

يمكن رؤية المتحكمات الدقيقة في كثير من الأجهزة الإلكترونية بدءًا من الألعاب الصغيرة وحتى المصانع المؤتمتة، فهي تسيطر على معظم سوق تطبيقات المعالجات. أكثر من 50% من المتحكمات الدقيقة من النوع "البسيط" وحوالي 20% منها تعبير عن معالجات إشارات رقمية عالية التعقيد (DSPs). بعض السيارات تحتوي على ما يزيد عن 50 وحدة من هذه المتحكمات.

يحتوي المتحكم الدقيق على معالج دقيق والكثير من الإضافات الأخرى التي تؤدي وظائف خاصة، فإذا كنت تود بناء نظام إلكتروني سهل يمكن باستخدام أكثر من وحدة من المتحكمات الدقيقة الاستغناء عن الكثير من العتاد.

التصميم المضمن

يمكن اعتبار المتحكم الدقيق نظامًا قائمًا بذاته مع معالج وذاكرة وملحقات ويمكن استخدامه كنظام مضمن. معظم المتحكمات الدقيقة الآن مضمنة داخل أجهزة أخرى غير الحاسوب مثل: السيارات والجوالات والطرفيات وغيرهم.

في حين حتى بعض الأنظمة المضمنة معقدة للغاية إلا حتى الكثير منها يحتاج الحد الأدنى من متطلبات الذاكرة وطول البرنامج، مع عدم وجود نظام تشغيل، وسهولة البرامج. بشكل طبيعي الأنظمة المضمنة تحتوي على مفاتيح غلق وفتح، مرحلات، شاشات كريستال صغيرة، ملفات، أجهزة تردد الراديوومجسات للبيانات مثل: مجسات الحرارة، الرطوبة ومستوى الضوء وغيرهم. عادة الأنظمة المضمنة لا تحتوي على لوحة مفاتيح، شاشة عرض، طابعات أوأي أجهزة إدخال وإخراج يمكن التعهد عليها بالحاسوب الشخصي وقد تفتقر إلى أي أجهزة من أي نوع لتفاعل الإنسان معها غير أنها تشهجر في وجود المتحكم الدقيق في دوائرها.

بيئة البرمجة

كانت المتحكمات الدقيقة في الأساس تبرمج فقط باللغة التجميعية، ولكن لغات البرمجة ذات المستوى العالي مثل سي وبايثون وجافا سكريبت، تستخدم الآن بشكل رائج في برمجة المتحكمات الدقيقة والأنظمة المضمنة

عادةً ماقد يكون (للمحولات البرمجية) للغة معينة بعض القيود بالإضافة إلى تحسنات لتدعم بعض الخصائص المميزة في المتحكم الدقيق. تحتوي بعض وحدات التحكم الدقيقة على بيئات للمساعدة في تطوير أنواع معينة من التطبيقات. غالبًا ما يقوم موردوالمتحكمات الدقيقة بتوفير الأدوات مجانًا لتسهيل استخدام أجهزتهم.

أشهر الأنواع

متحكّمة آردوينو
68HC11
8051
بنية إيه آر إم (من الكثير من البائعين) باستخدام نوى ARM7 أوCortex-M3 والتي تعتبر متحكم دقيق
STM8S (8-بت)، وSTM32 (32-بت)
Atmel AVR (8-بت)، AVR32 (32-بت)، وAT91SAM
ColdFire (بت) وFreescale S08 (8-بت)
Hitachi H8, Hitachi SuperH
معمارية ميبس (32-بت بك32)
V850|NEC V850
بك (8-بت بك16، بك18، 16-بت dsPIC33/بك24)
باور بي سي ISE
PSoC (منظومة على رقاقة قابلة للبرمجة)
Rabbit 2000
Texas Instruments TI MSP430|MSP430 (16-بت)، C2000 (32-بت)، وStellaris (32-بت)
Toshiba TLCS|Toshiba TLCS-870
Zilog Z8|Zilog eZ8, eZ80

مواقع ذات علاقة

مبادئ PIC16f84 مسقط يشرح أساسيات المتحكم المصغر مع أساسيات الألكترونيات (مشروح بالأشكال)

المراجع

^ كتاب simply AVR تحت رخصة المشاع الإبداعي نسخة محفوظة 20 ديسمبر 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ Heath, Steve (2003). . (الطبعة 2). Newnes. صفحات 11–12. ISBN . مؤرشف من الأصل في 22 يونيو2020.

في كومنز صور وملفات عن: متحكم دقيق