Riistvara alused: mis täpselt on mikrokontroller?

Põhimõtteliselt on mikrokontroller lihtsalt pisike arvuti.

"Väike arvuti" olemine ei ütle meile tegelikult kuigi palju. Nii et lähme sügavamale. Paljud inimesed seostavad mikrokontrollereid Arduinoga. Kuid on oluline märkida, et Arduino ei ole mikrokontroller . Arduino on täielik platvorm, mis hõlmab tarkvara ja riistvara.

Arduino teeb selliseid seadmeid nagu Arduino Uno:

Ka Arduino Uno pole mikrokontroller. See on läbimurdeplaat, mis põhineb Atmel ATmega328P mikrokontrolleril.

Atmeli mikrokontroller näeb välja selline:

Kui teil oleks algajana käes lihtsalt Atmeli mikrokontroller, poleks sellest suurt kasu. See on koht, kus purunemislaud sisse tuleb.

Breakout board "purustab" mikrokontrolleri tihvtid suuremaks seadmeks (nagu Arduino Uno). See suurem seade muudab mikrokontrolleri kasutamise lihtsamaks.

Arduino Uno jaoks annab läbimurdeplaat võimaluse sisestada USB-kaabel, anda sellele toide, programmeerida seadet ja muud.

Ilma läbimurdelauata oleks see algaja jaoks hirmutav ülesanne. See probleem on Arduino eksisteerimise põhjus - selleks, et teil oleks riistvara tundmaõppimine ülimalt lihtne.

Ah, nii et see on nagu Raspberry Pi?

Noh, mitte täielikult. Nii Arduino kui ka Raspberry Pi on definitsiooni järgi endiselt arvutid. Kuid Raspberry Pi peetakse ühe pardaarvutiks. Üheplaatne arvuti on täisarvuti, mis on ehitatud ühele trükkplaadile.

Teie sülearvuti on tehniliselt ka ühe pardaarvuti - lihtsalt võimas. Raspberry Pi on teie sülearvuti sama riistvara lihtne versioon. Nii nagu teie sülearvuti töötab opsüsteemiga (Windows, Mac või Linux), töötab Raspberry Pi ka Linuxi operatsioonisüsteemiga.

Nüüd tagasi mikrokontrollerite juurde. Mikrokontrollerid ei saa opsüsteemi käitada. Samuti pole mikrokontrolleritel sama palju arvutusvõimsust ega -ressursse kui enamikul üheplaadilistel arvutitel.

Mikrokontroller käivitab korduvalt ainult ühe programmi - mitte täieliku operatsioonisüsteemi. Seda näeme Arduino programmides, kuna neil on vaja ainult kahte funktsiooni: Setupja loop. Setupjookseb üks kord ja loopkestab lõpmatuseni.

Mis on mikrokontroller?

Mikrokontroller on väike arvuti, millel on vähe mälu ja programmeeritavad sisendi / väljundi välisseadmed.

Sisendid / väljundid

Nagu te arvatavasti teate, algab kõik arvutiga lõpuks binaarsest (0 või 1).

Sisend tähendab, et mikrokontroller loeb binaarset. Näitesisendiks oleks andur.

Väljund tähendab, et mikrokontroller saadab binaarse. Näitväljundiks oleks mootori või LED-i juhtimine.

Miks me vajame mikrokontrollereid?

Noh, need olid "arvutid", enne kui jõudsime ideeni täna tuttavatest arvutitest. Mikrokontrollerid jäid toppama, sest mõned arvutusülesanded on uskumatult tühised ja vajavad lihtsat loogikat. Näiteks ei vaja lüliti klappimine ega väikeste komponentide juhtimine - nagu LED-tuli - samu ressursse, mida vajame igapäevaste toimingute jaoks, näiteks meili saatmiseks.

Me kasutame neid täna, kuna nende vähese energiatarbega ja vähene mälu muudab need odavaks. Mikrokontrollerid on osa põhjusest, miks asjade Internet on tänapäeval võimalik ja edukas.

Kuidas ma selle saan?

Millise mikrokontrolleri soovite hankida, sõltub sellest, millist probleemi soovite lahendada. Kui teete midagi lihtsat - lülitate asju sisse ja välja või loete sensorit -, teeb seda peaaegu iga mikrokontroller.

Kui soovite mängida mänge või teil on keerulisemaid ideid, vajate rohkem arvutusvõimsust, seega peate liikuma ühe tahvli arvutite juurde, nagu Raspberry Pi.

Adafruitil ja Sparkfunil on mõlemal TONS komplekti ja riistvara, mis kõik on hämmastavad. Võite kasutada ka nende õpetusi.

Losantil on saadaval ka mõned lahedad komplektid. Võite luua oma ukseanduri, et teid teavitataks, kui uks on liiga kaua avatud.

Kui teil pole konkreetset probleemi, mida soovite lahendada, haarake lihtsalt riistvara ja mängige sellega ringi.

Alustamiseks võite osta järgmisi asju.

1. Juhatus nimega NodeMCU.

NodeMCU on ESP8266 mikrokontrolleril põhinev plaat. See tahvel on eriline, kuna see on odav ja WiFi-toega. See kulutab teile Amazonil ainult umbes 8,79 dollarit ja veelgi vähem on see ebay-s.

Kõik mikrokontrollerid pole WiFi-toega. See, et see üks on, avab ukse paljudele projektidele, mida saate selle seadmega ehitada. Näiteks võite koguda andmeid ja saata need pilve ☁️.

2. Teil on vaja andureid

Ilma anduriteta ei saa riistvara olla. Andurid annavad teile võimaluse tuvastada ümbritsevat keskkonda ja maailma. Nad on ka suurepärane vahend õppimiseks.

3. Teil on vaja leiba ja hüppaja traate:

Anduri ja mikrokontrolleri ühendamiseks peate need ühendama leiba ja nende ühendamiseks kasutama hüppaja juhtmeid.

Pidage meeles: eBays ja AliExpressis on kõik odavam. Saatmiseks peate lihtsalt paar nädalat ootama

Mida ma peaksin ehitama?

Jällegi - ja ma ei saa seda piisavalt rõhutada - on projekti alustamist lihtsam alustada. Nüüd, kui olete aru saanud, mis on mikrokontroller ja kuidas seda saada, vaadake ümbritsevat maailma erinevalt. Mida saate kontrollida? Mida saate automatiseerida? Kui hakkate neile küsimustele vastama, leiate projekti.

Projektidele mõeldes on Hackster teie parim sõber. Hacksteril on palju ESP8266 projekte ja mõned lahedad Arduino projektid:

Näiteks võite välja elada lapsepõlveunistuse.

Võite isegi roboteid ehitada.

Asi on selles, et vajate lihtsalt ideed.

Mõnikord on reaalse maailma programmeerimine lõbusam kui virtuaalsete programmeerimine.

Mis järgmiseks?

Mikrokontrollerid on alles algus. Teil on uurimiseks riistvara maailm. Head häkkimist ??

Lisalugemist:

Arduino absoluutse algaja juhend

Töölt jõulupausil tahtsin midagi uut õppida. Olen Arduinot juba mõnda aega jälginud ja ... forefront.io

Taron Foxworth on riistvarahäkker ja Losandi arendajaevangelist. Tema eesmärk on tõlkida tehnoloogia, et inimesed saaksid õppida, armastada ja saada inspiratsiooni.