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Un microcontrôleur est un ordinateur complet sur une seule puce électronique. Ils peuvent être achetés pour 50 $ ou moins. Comme tous les systèmes informatiques, les micro-ordinateurs sont constitués de plusieurs sous-systèmes de base:
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Unité centrale (CPU): Une CPU exécute les instructions fournies par un programme. La CPU peut effectuer toutes les opérations nécessaires au bon fonctionnement de l'ordinateur, telles que le déplacement de données d'un emplacement de mémoire à un autre ou la réception de données en entrée du monde extérieur.
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Horloge: La CPU et les autres composants du microcontrôleur sont pilotés par une horloge qui fournit des impulsions de synchronisation contrôlant le rythme des instructions du programme, exécutées une à la fois par la CPU. Pour la plupart des microcontrôleurs, l'horloge avance à quelques millions de ticks par seconde. En revanche, l'horloge qui alimente un ordinateur de bureau type ne fonctionne qu'à quelques milliards tics par seconde.
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Mémoire à accès aléatoire (RAM): Fournit une zone de bloc-notes où l'ordinateur peut stocker les données sur lesquelles il travaille. Par exemple, si vous voulez que l'ordinateur détermine le résultat d'un calcul (par exemple deux plus deux), vous devez indiquer un emplacement dans la RAM où l'ordinateur peut stocker le résultat.
Sur un ordinateur de bureau, la quantité de RAM disponible est mesurée en milliards d'octets (Go pour les gigaoctets). Dans un microcontrôleur, la RAM est souvent mesurée juste des octets. C'est vrai: pas des milliards (Go), des millions (Mo, mégaoctets), ou même des milliers (Ko, kilooctets) d'octets, mais des octets simples. Par exemple, le populaire BASIC Stamp 2 a un total de 32 octets de RAM.
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EEPROM: Un type particulier de mémoire qui contient le programme qui s'exécute sur un microcontrôleur. EEPROM signifie Mémoire morte programmable effaçable électriquement , mais cela ne sera pas sur le test.
L'EEPROM est en lecture seule, ce qui signifie qu'une fois les données stockées en EEPROM, les données ne peuvent pas être modifiées par un programme exécuté sur la CPU du microcontrôleur. Cependant, il est possible d'écrire des données dans la mémoire EEPROM en connectant l'EEPROM à un ordinateur via un port USB. Ensuite, l'ordinateur peut envoyer des données à l'EEPROM.
Voici comment les microcontrôleurs sont programmés. Vous utilisez un logiciel spécial sur un PC pour créer le programme que vous souhaitez exécuter sur le microcontrôleur. Ensuite, vous connectez le microcontrôleur au PC et transférez le programme du PC vers le microcontrôleur. Le microcontrôleur exécute ensuite les instructions énoncées dans le programme.
La plupart des microcontrôleurs ont quelques milliers d'octets de mémoire EEPROM, ce qui est suffisant pour stocker des programmes relativement compliqués téléchargés à partir d'un PC.
L'une des caractéristiques les plus importantes de la mémoire EEPROM est qu'elle ne perd pas ses données lorsque vous coupez l'alimentation. Ainsi, une fois que vous transférez un programme d'un PC à l'EEPROM d'un microcontrôleur, le programme reste dans le microcontrôleur jusqu'à ce que vous le remplaciez avec un autre programme.
Vous pouvez éteindre le microcontrôleur et le placer sur une étagère pendant des années. Lorsque vous rallumez le microcontrôleur, le programme enregistré il y a plusieurs années se reproduit.
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Broches d'E / S: L'une des caractéristiques les plus importantes d'un microcontrôleur est ses broches d'E / S , qui permettent au microcontrôleur de communiquer avec le monde extérieur. Bien que certains microcontrôleurs aient des broches d'entrée et des broches de sortie séparées, la plupart ont des broches d'E / S partagées qui peuvent être utilisées à la fois pour l'entrée et la sortie.
Les broches d'E / S utilisent généralement l'interface logique TTL de base: HIGH (logique 1) est représentée par +5 V, et LOW (logique 0) est représentée par 0 V.
La plupart des microcontrôleurs ne peuvent gérer qu'une petite quantité de courant directement à travers les broches d'E / S. 20-25 mA est typique. C'est suffisant pour allumer une LED, mais les circuits qui nécessitent plus de courant devraient isoler la charge de courant plus élevée des broches d'E / S du microcontrôleur. Ceci est généralement fait en utilisant un pilote de transistor.
