Mikropengawal

From Wikipedia

µc PIC 18F877 dalam pakej DIP 40-pin

Mikropengawal atau pengawal mikro (sering disingkat menjadi µc) merupakan komputer-dalam-cip yang telah dicipta untuk kawalan alat elektronik. Ia merupakan salah satu daripada cabang pemprosesan mikro yang mementingkan kendalian mudah dan kos efektif yang rendah. Ini bercanggah dengan mikropemproses pelbagai kegunaan yang terdapat dalam komputer. Pengawal mikro pada amnya mengandungi segala ingatan dan antara muka I/O yang cukup untuk aplikasi mudah manakala mikropemproses perlu disambung kepada cip tertentu untuk memberikan fungsi yang diperlukan.

Sebuah cip µc biasanya mempunyai ciri-ciri berikut:inga

Unit Pemproses Pusat - biasanya kecil dan mudah
antara muka input/output seperti port bersiri
peranti persisian seperti pemasa dan litar pemantau
RAM untuk simpanan ingatan
ROM untuk simpanan program
penjana jam - biasanya pengayun untuk kristal pemasa kuartz atau litar RC.

Penggabungan ini mengurangkan jumlah cip serta wayar dan ruang PCB yang diperlukan untuk menghasilkan sistem yang serupa menggunakan beberapa cip berasingan.

Pengawal mikro terdapat di dalam peralatan elektronik (sila rujuk sistem terbenam). Terdapat banyak cip pemprosesan yang boleh didapati di pasaran. Lebih daripada 50% merupakan pengawal yang ringkas manakala 20% pula terdiri daripada pemprosesan isyarat digital atau lebih dikenali sebagai cip DSP. Kebanyakan perkakas elektrik di rumah terdiri daripada satu atau dua alat mikropemproses pelbagai kegunaan manakala majoriti terdiri daripada mikropengawal. Ianya boleh didapati di dalam peralatan elektrikal seperti mesin basuh, ketuhar gelombang mikro dan telefon.

[Sunting] Pengenalan

Kebanyakan pengawal mikro masa kini berasaskan reka bentuk von Neumann, yang melakarkan dengan jelas empat komponen asas yang diperlukan bagi sistem terbenam. Ia termasuk teras CPU, ingatan bagi perisian (ingatan Flash atau ROM), ingatan untuk data (RAM), satu atau lebih penentu masa (yang boleh diubah), dan juga garis I/O untuk berhubung dengan peranti luaran dan sumber tambahan — semua ini dalam satu litar bersepadu. Sebuah mikropengawal berbeza dengan cip CPU pelbagai guna dari segi ia boleh dijadikan komputer dengan jumlah minimum cip sokongan luaran. Ideanya ialah µc akan diletakkan dalam peranti yang ingin dikawal, disambung kepada bekalan kuasa dan maklumat yang diperlukan, dan ditinggal begitu sahaja.

Mikropemproses tradisional tidak boleh dilakukan sebegini. Ia memerlukan semua tugasan ini dilakukan oleh cip lain. Contohnya, cip ingatan RAM perlu ditambah. Jumlah ingatan yang digunakan lebih fleksibel dengan cara ini, tapi ia akan menambahkan jumlah sambungan yang perlu dibuat untuk menghantar data berulang-alik.

Mikropengawal biasa akan mempunyai penjana jam sendiri dan sedikit RAM dan ROM (atau EPROM atau EEPROM), yang bermakna ia cuma memerlukan perisian kawalan dan kristal pemasaan untuk berjalan. Mikropengawal juga biasanya mempunyai pelbagai peranti input/output seperti penukar analog ke digital (ADC), pemasa, UART atau antara muka khas komunikasi bersiri seperti I²C, antara muka persisian bersiri (SPI) dan Controller Area Network. Selalunya peranti bersepadu ini boleh dikawal menggunakan arahan pemproses khas.

Pada asalnya, mikropengawal cuma diprogram menggunakan bahasa himpunan, atau kemudian dalam kod C. µc baru disepadukan dengan litar nyhapepijat atas-cip membolehkan pengaturcara menyahpepijat perian sistem terbenam menggunakan penyahpepijat (debugger).

Sesetengah mikropengawal telah mula memasukkan penterjemah bahasa pengaturcaraan peringkat tinggi ke dalamnya supaya lebih mudah diprogram. Intel 8052 dan Zilog Z8 boleh diprogram dengan BASIC dari awal lagi, dan BASIC juga digunakan dalam µc BASIC Stamp yang popular baru-baru ini.

Mikropengawal menukarkan kelajuan dan kefleksibelan dengan kesenangan mereka alatan dan harga yang murah. Pengilang harus menimbangkan keperluan mengecilkan saiz cip melawan tambahan fungsi. Akhir sekali, perlu dinyatakan bahawa seni bina mikropengawal dijual oleh banyak syarikat yang mempunyai beraneka jenis hingga boleh dikategorikan dalam kelas yang tersendiri. Antaranya ialah keluarga 8051, Z80 dan ARM.