MakerPot.com


90


30


0

مقدمة إلى المتحكمات (Microcontrollers)

2017-04-18

ملاحظة: قبل قراءة هذه المقالة، القارئ يجب أن تكون ملمّا لبعض المصطلحات مثل: الدارة الإلكترونية، الدوائر المتكاملة، المقاومة، المكثف، الترانزيستور.

مقدمة: في هذه الأيام، أيام من عصر التكنولوجيا, غالبية الأشخاص مطلعون على الحواسيب المكتبية والحواسيب المحمولة والأجهزة الذكية بالإضافة لذلك البرمجيات المرتبطة بها, وكنتيجة طبيعية ذلك الناس تعطي اهتمام خاص لجوهر الأجهزة الحديثة السابقة, وهذا الجوهر هو المعالج. لذلك كل شخص مطّلع على مجال المعالجات, ولكن من النظرة التقنية, ما هو المعالج؟ وما هي المتحكمات التي ذكرت في العنوان؟ وكيف ترتبط المتحكمات والمعالجات مع بعضها؟

ما هو المعالج (µP)؟

المعالج هو دارة موحّدة متكاملة موجودة ضمن شريحة واحدة, ينفذ عمليات المعالجة المركزية و الوظائف الداخلية للكمبيوتر، المعالج هو المتحكم المسيطر على الكمبيوتر، يسيطر ويزامن جميع المهام في هذه الآلة، وهو شريحة ذات سرعة عالية، أحيانا يسمى CPU ( وحدة المعالجة المركزية ) وتمكن تصنيفها اعتماداً على العديد من الخصائص مثل السرعة و البنية الداخلية، وعدد ممرات العناوين ونقل البيانات.

عند تنفيذ مهمة يقوم المعالج بتكرار ثلاث خطوات: الجلب fetching, فك تشفير، التنفيذ، كل خطوة منها تتضمن الكثير من التفاصيل وليس الهدف من هذا النص مناقشتها ولكن بشكل عام المعالج ينفذ مهمة واحدة كل لحظة.

وبالرغم من الأداء العالي للمعالج لكنه يعاني من بعض السلبيات، إنه ينفذ مهمة واحد كل لحظة، وأيضا لا يمكنه أن يدير الجهاز أو الآلة وحيداً، لذلك زوّدت بأجهزة أخرى خارجية مثل RAM و ROM و المحول التشابهي الرقمي ADC و الرقمي التشابهي DAC لتساعده في أداء عمله. الحديث عن المعالج يحوي العديد من التفاصيل الأعمق التي لا علاقة لها بهذا النص, ولكن ربما القارئ بدأ يبني بعض المفاهيم المشار إليها في المقالة مثل ممرات العناوين address buss و الجلب fetching، وفك التشفير decoding والتنفيذ executing.

ما هي المتحكمات (µC) ؟

المتحكم هو دارة متكاملة على رقاقة واحدة صممت لتعمل بمثابة نظام متكامل مضمّن ( تحوي CPU RAM , ROM , ADC، أدوات الادخال والإخراج و المؤقتات)، المتحكمات معدّة للتحكم في تطبيقات المستخدم وليس الكمبيوتر، وتستطيع أيضاً مزامنة المهام، التطبيقات التي يمكن التحكم بها تعتمد على الحجم، ومثل المعالجات الصغرية يمكن تصنيفه اعتماداً على العديد من الخصائص مثل السرعة و البنية الداخلية وحجم ونوع الذاكرة الداخلية وعدد منافذ الإدخال والإخراج، أحياناً المتحكم الصغري يطلق عليه مصطلح (كمبيوتر على شريحة (computer in chip))

لأن المكونات الخارجية المستخدمة مع المعالج الصغري مضمنة داخل المتحكم, لذلك المتحكم تقريباً لا يحتاج إلى مكونات خارجية حتى يعمل. عند تنفيذ مهمة، المتحكم يقوم بنفس خطوات المعالج ولكن بطريقة مختلفة، المزيد من التفاصيل ستأتي في دورات المتحكمات الصغرية نوع بيك pic، وبشكل عام طريقة عمل المتحكم أفضل، فهو ينفذ مهمتين كل لحظة. بالرغم من أن المتحكم أصغر وأبطئ من المعالج، ولكنه يقوم بتنفيذ مهمتين كل لحظة، و أسهل عند استخدام العتاد والبرمجيات، والميزة الأساسية أنه لا يحتاج إلى مكونات خارجية ليعمل.

ما العلاقة بين المتحكم و المعالج ؟

المتحكم في الأساس هو معالج ولكن ضمن نطاق أصغر، وبكلمات أخرى المتحكم يعتبر معالج صغير بتصميم ومتطلبات خاصة ومختلفة، كلاهما يحتويان على دارات داخلهما، لذلك يعتبران دارات رقمية متكاملة logic IC’s وكلاهما يستخدم للتحكم بالأشياء وقابلين للبرمجة، بالرغم من الاختلاف بينهما ولكنهما مرتبطان ببعض الأشياء التي أشرنا إليها، المزيد من التفاصيل ستذكر في دروس PIC.

0


Test User