ما هو الميكروكونترولر ؟
إذا ، ماهو الميكروكونترولر بالضبط ؟ هذا هو السؤال الذى يحتاج إلى توضيح قبل المضى قدما .
أنت ، كهاوى أو كطالب إالكترونيات لابد أن يكون قد مر عليك عدد من الدوائر المتكاملة . وهى أجهزة صغيرة بها الكثير من الدوائر بداخلها ، ولها قليل من الوصلات للاتصالات الخارجية . ومع ذلك فإن كل هذه الدوائر المتكاملة تختلف عن بعضها البعض ، من حيث الوظيفة . الدائرة داخل الدائرة متكاملة ، قد تكون مصممة للأغراض الرقمية digital أو للأغراض التناظرية analog . فعلى سبيل المثال : الدائرة المتكاملة للمؤقت 555 ، والشائعة الانتشار ، بها كل الدوائر الداخلية التى تلزم فقط لعمل أنواع مختلفة من المذبذبات . بالمثل الدائرة المتكاملة 7447 هى مفسر شفرة من ثنائى إلى سفن سيجمنت ، ولها أطراف دخل لقبول الأعداد الثنائية المشفرة عشرى BCD ، عندئذ ، فإن أطراف الخرج سوف تقوم بالتوصيل أو الفصل وفقا للعدد المطلوب عرضه على وحدة السفن سيجمنت . وبالمثل لمئات بل وآلاف الدوائر المتكاملة بوظائف "محددة" . لعمل تطبيق ، يجب أن تعرف على وجه التحديد وظيفة ومداخل ومخارج الدائرة المتكاملة المطلوبة .
الميكروكنترولر أوالمعالج الدقيق هو دائرة متكاملة ، لكنها تختلف جوهريا عن الدوائر المتكاملة الأخرى . فهى فئة في حد ذاتها ، والتى لا تصنع للقيام بوظيفة معينة . فعند شرائها من السوق ، لا يمكنك تحديد ما هى الوظيفة التى سوف يقوم بها . فمن أجل الحصول على وظيفة مفيدة ، يجب إعداد هذه الدوائر المتكاملة . على سبيل المثال ، يمكن إعداد الميكروكونترولر لاختبار حالة زر ضاغط ، ومن ثم تشغيل أو إيقاف محرك . ونفس الدائرة المتكاملة يمكن إعدادها فى وقت لاحق ، لقراءة حالة حساس الأشعة تحت الحمراء ، وفك شفرة الإشارة وتشغيل أو إيقاف جهاز آخر . إذا تم عمل هذان النوعان من الدوائر باستخدام الدوائر المتكاملة الرقمية التقليدية ، فإن ذلك يتطلب عددا كبيرا من المكونات . وعلاوة على ذلك فإن أى تغيير في المواصفات ، مثل تغيير شفرات الأشعة تحت الحمراء من شأنه أن يؤدى إلى تغيير كلى في التصميم . إن استخدام الدوائر المتكاملة القابلة للإعداد (للبرمجة) هى فكرة عظيمة . ليس فقط يمكن إعادة إعداد نفس الدائرة المتكاملة للقيام بمهام مختلفة ، ولكن يمكن بسهولة تنفيذ التغيير في المواصفات فقط عن طريق تغيير إعدادات الجهاز . وهذا يؤدى إلى تسهيل ، لدرجة كبيرة ، مهمة المهندسين والهواة فى التطوير السريع للأجهزة الإلكترونية الجديدة ، والتحسين المستمر للأجهزة الموجودة ، كما يؤدى أيضا إلى تخفيض متطلبات الأجهزة hardware علاوة على زمن التصميم والتسويق . نتيجة لذلك فقد استولى والميكروكونترولر على السوق . فقد تم تخفيض تصاميم الأجهزة بشكل كبيرة ، واستبدال معظم الدوائر بالإعدادات النصية . اليوم نحن نسمى هذه القدرة على إعداد الميكروكونترولر بالبرمجة programming .
والبرنامج ليس سوى سلسلة من التعليمات instructions ، بطريقة صحيحة ومنطقية لإرشاد المعالج للاستجابة والرد على المدخلات المختلفة . عن طريق تغيير البرنامج ، سوف يتغير سلوك الميكروكونترولر . فكر فيه كما لو كان نظام موسيقى . فالشركة المصنعة لم تصممه لإنتاج أى أصوات معينة بالسماعات . ومع ذلك فلديه كل الدوائر اللازمة للقيام بذلك . ما هى الموسيقى التى سوف ينتجها ، سيتوقف ذلك على الشريط tape ، أو القرص المضغوط CD المدرج . وبالتالى إذا قمت بتغيير القرص المضغوط ، فبنفس الجهاز يتم تشغيل شىء مختلف . لذا يمكننا القول أن نظام الموسيقى، هو جهاز قابل للبرمجة ، والمعلومات المخزنة على الشريط ، أو القرص المضغوط هى البرنامج ، أو التعليمات التى تساعد نظام الموسيقى ، لإنتاج الأصوات .
بالمثل يتم برمجة الميكروكونترولر للقيام بوظيفة . هذه الوظيفة يمكن أن تكون تغيير قناة التلفزيون إلى السيطرة على الحركات المعقدة للروبوت robot . جميع هذه التطبيقات بها ميكروكونترولر يقوم بوظيفتها المحددة . ولا تندهش عندما تجد نفس الميكروكونترولر فى جهاز التحكم عن بعد ، وفى الروبوت . ففى الحالة الأولى يتم تشغيل ليدات الأشعة تحت الحمراء وفى الحالة الثانية يتم تشغيل محركات .
نأخذ مثالا آخر . لنعتبر أن لديك ورقة عادية وقلم رصاص . والآن ، لديك 26 خيار من الحروف الأبجدية الإنجليزية وخيار رقم من الأرقام من 0 إلى 9 خيار ، وأشياء أخرى ، مثل المسافة الفارغة (البيضاء) ، ولا خيارات أكثر من ذلك . ما يمكنك القيام بهم معا ؟ . يمكنك أن تفعل المعجزات : كتابة قصيدة ، رواية ، مقالة أو لا شىء . كل ذلك يعتمد على كيفية تنظيم تلك الحروف ، باستخدام القلم والورقة . وبالتالي فإن نفس الأجهزة تخدم الآلاف من الوظائف المختلفة. اختيار الحروف هى التعليمات التى يمكن أن تعطيها ، والورقة هى الميكروكونترولر الخاص بك ، فى حين أن قلم الرصاص هو الجهاز الذى من خلاله يمكنك تحويل فكرة فى عقلك ، إلى الورقة , و بمجرد نقلها فلن تحتاج إلى قلم الرصاص .
هذا المثال يناسب تماما مع سيناريو الميكروكنترولر . وبالتالى عليك أن تتعلم التعليمات التى يفهمها الميكروكونترولر الخاص بك ، وبطريقة ترتيب تلك التعليمات . ثم يحين دور عقلك ، وأفكارك لكيفية اللعب مع هذه التعليمات للحصول على المهمة المطلوبة . فى الواقع ،هناك المئات من الأساليب للحصول على نفس المهمة ، كما هو الحال في اللغة الإنجليزية ، هناك طرق كثيرة يمكنك ترتيب الحروف الهجائية بها لنقل نفس الرسالة .
|
