tabs-chord tabs-chord Author ,
Title: ไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์
Author: tabs-chord
Rating 5 of 5 Des:
ไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์     ปัจจุบันในอุปกรณ์เครื่องใช้ ไฟฟ้าอีเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นเครื่องปรับอากาศ เครื่...
ไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์

    ปัจจุบันในอุปกรณ์เครื่องใช้ ไฟฟ้าอีเล็กทรอนิกส์เกือบทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นเครื่องปรับอากาศ เครื่องซักผ้า วิทยุ โทรทัศน์ รถยนต์ ฯลฯ ต่างมีไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นตัวควบคุมการทำงาน (Controller) ของอุปกรณ์ต่างๆ หรือขบวนการต่างๆ
ไมโครคอนโทรลเลอร์คืออะไร ?

    ไมโคร คอนโทรลเลอร์ คือ อุปกรณ์ประเภทสารกึ่งตัวนำที่รวบรวมฟังก์ชั่นการทำงานต่างๆ ไว้ภายในตัวของมันเอง โดยมีโครงสร้างใกล้เคียงกับคอมพิวเตอร์ คือ ภายในประกอบด้วยหน่วยรับข้อมูลและโปรแกรม หน่วยประมวลผล หน่วยความจำ หน่วยแสดงผล ซึ่งส่วนประกอบเหล่านี้มีความสมบูรณ์ในตัวของมันเอง ทำให้มีขนาดเล็ก และสามารถเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ที่เชื่อมต่อกับตัวมัน ง่ายต่อการนำไปประยุกต์ใช้งาน

    ไมโคร คอนโทรลเลอร์ ( Microcontroller ) มาจากคำ 2 คำ คำหนึ่งคือ ไมโคร ( Micro ) หมายถึงขนาดเล็ก และคำว่า คอนโทรลเลอร์ ( controller ) หมายถึงตัวควบคุมดหรืออุปกรณ์ควบคุม ดังนั้น ไมโครคอนโทรลเลอร์ จึงหมายถึงอุปกรณ์ควบคุมขนาดเล็ก แต่ในตัวอุปกรณ์ควบคุมขนาดเล็กนี้ ได้บรรจุความสามารถที่คล้ายคลึงกับระบบคอมพิวเตอร์ ที่คนโดยส่วนใหญ่ค้นเคย กล่าวคือภายใน ไมโครคอนโทรลเลอร์ ได้รวมเอาซีพียู , หน่วยความจำ และพอร์ต ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักสำคัญของระบบคอมพิวเตอร์เข้าไว้ด้วยกัน โดยทำการบรรจุเข้าไว้ในตัวถังเดียวกัน

    ความแตกต่างของ MicroController กับ MicroComputer คือ MicroController นั้นมีสมบูรณ์ภายในตัวของมันเอง คือ มีส่วนประกอบต่างๆ ครบถ้วน ส่วน MicroComputer นั้นต้องทำงานร่วมกับอุปกรณ์ข้างเคียงที่เชื่อมต่อจากภายนอก เช่น แป้นพิมพ์ เครื่องอ่านเขียนแผ่นบันทึก หน่วยความจำ I/O ฯลฯ

ทำไมต้องไมโครคอนโทรลเลอร์

    นัก ออกแบบ พัฒนาผลิตภัณฑ์ ตลอดจนนักประดิษฐ์ทั้งหลาย ต่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เลยที่จะต้องอาศัยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เข้าไปมีส่วนเกี่ยวข้องในการควบคุม แต่ครั้นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่นำมาต่ออนุกรมเพื่อความสามารถที่เราต้องการ นั้นก็ใหญ่โตเสียเหลือเกิน ดูเหมือนจะขัดแย้งกับความต้องการของผู้บริโภค และหลักการออกแบบผลิตภัณฑ์

    ดังนั้นไมโครคอนโทรลเลอร์จึงเข้ามาเกี่ยว ข้อง เพื่อรองรับกับความต้องการ นำไปควบคุมระบบที่ความสามารถที่เราต้องการโดยให้มีขนาดเล็กที่สุด แต่มิใช่เพียงแต่ขนาดเล็กเท่านั้น มันยังสามารถป้อนชุดคำสั่งให้สามารถทำงานได้อย่างอัตโนมัติ ด้วยรูปแบบการเขียนโปรแกรมภาษาต่างๆ ตามความถนัด

ไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์ ต่างกันอย่างไร ?

    ไมโครคอนโทรลเลอร์  คือ  อุปกรณ์ขนาดย่อมๆ ที่ใช้ควบคุมปลายทาง ซึ่งมันจะแท็ป "ขา" ที่ใช้สำหรับควบคุม ให้ต่อใช้งาน ซึ่งเราจะเห็นตัวมันอยู่ที่แผงบอร์ดวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ถ้าเราสังเกตดีๆ ตัวนี้จะอยู่ใกล้ๆ อุปกรณ์กำลังที่ใช้ขับโหลด เช่น รีเลย์ โซลิตสเตจ  ไตรแอค์  เอสซีอาร์ เพื่อสั่งอุปกรณ์ทางกลไฟฟ้า

      ไมโครโปรเซสเซอร์  คือ  อุปกรณ์ขนาดย่อมๆ ที่ใช้ประมวณผล ประมวณคำสั่งจากต้นทาง  ตัวนี้สามารถ                   คำนวณหาผลลัพธเก่ง ซึ่งจะมีความเร็วสูง ซึ่งมันจะไม่แท็ป "ขา" ที่ใช้สำหรับควบคุมให้ต่อใช้งาน หรือพูดง่ายๆ ว่ามันไม่มีขาที่จะเอาไวไปสั่ง อุปกรณ์กำลัง เช่น รีเลย์ โซลิตสเตจ  ไตรแอค์  เอสซีอาร์ เพื่อสั่งอุปกรณ์ทางกลไฟฟ้า  ตัวนี้จะอยู่ในบอร์ดวงจรอิเล็กทรอนิกส์เหมือนกัน ซึ่ง "ขา" ของมัน  มีไวสำหรับนำข้อมูลเข้ามาประมวณผลและนำผลลัพธ์ที่ได้ออกไปใช้งาน

ดังนั้น    ไมโครโปรเซสเซอร์ + ไมโครคอนโทรลเลอร์  =  ไมโครคอมพิวเตอร์   นะจ๊ะ ! 555++

    ไมโคร คอมพิวเตอร์  ก็คือ  คอมพิวเตอร์ที่เราใช้งานกันอยู่นิล่ะ  ซึ่งมันจะมีไมโครโปเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์อยู่ในบอร์ดวงจร อิเล็กทรอนิกส์เดียวกัน ที่เรียกกันว่า "เมนบอร์ด"  นั้นล่ะ  มีขาให้ใช้งาน เรียกว่า " พอตร์ " Port   ซึ่งพอตร์ต่างๆก็จะมีชื่อเรียกกันไป  เช่น  พอตร์จอภาพ  พอตร์ขนาน พอตร์อนุกรณ์ พอตร์ยูเอสบี  พอตร์แลน พอตร์ฮาร์ดิส  พอตร์ซีดีรอม พอตร์ป๊อปปี้ดิส และพอตร์เสียบการ์ดต่างๆ

    อนึ่ง  ไมโครคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ๆ  มัคจะไม่มี พอร์ดขนานให้เราใช้งานแล้ว ชาวบ้านเรียกว่าพอตร์ปริ้นเตอร์ อันใหญ่ๆยาวๆที่สุด จึ่งต้องมีการใช้ไมโครคอนโทลนเลอร์ขึ้นมาเพื่อแปลงข้อมูลที่ประมวณผลได้จาก ไมโครคอมพิวเตอร์ มาเป็น " ขา " ขับรีเลย์ โซลิสเตจ เอสซีอา  ไตรแอร์ และ บอร์ดกำลัง เพื่อสั่งงานเครื่องจักรกล  ที่ชาวบ้านเค้าเรียก  โมชั้นคอนโทรลเลอร์  นั้นล่ะ ตอนนี้เท่าที่เห็นมีขายก็ เนเช่นแนวอินสตูเม้น NI ใช้กับ แลปวิว  ซึ่งแพงมากๆ และต้องซือลิขสิทธ์ซอฟแวร์อีก  จึงได้มีการทำ  โมชั่นบ้านหม้อ  โมชั่นอีซอร์ต โมชั้นเพื่อการศึกษา อะไรแบบนี้

ภาษาที่ใช้กับไมโครคอนโทรลเลอร์


ภาษา ที่ใช้กับไมโครคอนโทรลเลอร์นั้น จะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับไมโครคอนโทรลเลอร์แต่ละตระกูล แต่ภาษาที่ใช้โดยทั่วไป สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ดังนี้

1. ภาษาเครื่อง
ภาษา เครื่อง (Machine Language) เป็นภาษาที่อยู่ในรูปแบบของรหัสเลขฐานสอง ไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถเข้าใจภาษานี้ได้ทันที โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการแปล แต่เป็นภาษาที่ยากต่อการเรียนรู้ เพราะอยู่ในรูปแบบของเลขฐานสอง และผู้ใช้ต้องมีความรู้เกี่ยวกับฮาร์ดแวร์เป็นอย่างดี แต่ข้อดีของภาษานี้ คือ มีขนาดเล็ก ทำงานได้รวดเร็ว และสามารถติดต่อกับฮาร์ดแวร์ได้โดยตรง

2. ภาษา Assembly
ภาษา Assembly สร้างขึ้นมาเพื่อให้การเขียนโปรแกรมง่ายขึ้น ภาษา assembly ใช้คำในภาษาอังกฤษแทนรหัสเลขฐานสอง ในภาษาเครื่อง ดังนั้นในการใช้งาน จะต้องผ่านการแปลจากภาษา Assembly เป็นภาษาเครื่องก่อน ตัวแปลภาษา เรียกว่า Assembler โปรแกรมที่เขียนโดยภาพา assembly จะทำงานเร็วและมีขนาดเล็ก เพราะว่ามันสามารถเข้าถึง Hardware ได้โดยตรงเช่นเดียวกับภาษาเครื่อง แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีการเขียนของผู้เขียนด้วย

3. Interpreters
interpreter คือ ภาษาระดับสูงซึ่งใกล้เคียงกับภาษาของมนุษย์ โดยจะฝังตัวอยู่ในหน่วยความจำ และทำหน้าที่อ่านคำสั่งจากโปรแกรมขึ้นมาทีละคำสั่ง ทำการแปลเป็นภาษาเครื่อง แล้วปฏิบัติตามคำสั่งนั้นๆ ตัวอย่างของ interpreter ที่รู้จักกันดีคือ ภาษา BASIC ข้อเสียของ interpreter คือ ทำงานได้ช้า เนื่องจากต้องแปลคำสั่งทีละคำสั่ง

4. Compilers
compiler คือ ภาษาระดับสูงซึ่งทำหน้าที่แปลโปรแกรมที่เขียนขึ้นมาทั้งหมดให้เป็นภาษา เครื่อง จากนั้นจึงนำเอาโปรแกรมที่แปลเสร็จแล้วเข้าไปเก็บในหน่วยความจำ หลังจากนั้นจึงสั่งให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ปฎิบัติตามคำสั่งนั้นๆ ทำให้การทำงานได้เร็วขึ้น ตัวอย่างเช่น ภาษา C เป็นต้น

ตระกูลต่างๆ ของไมโครคอนโทรเลอร์

AVR ,  ARM  , BASIC STAMP  , MCS-51 ,  PIC,   ST

ที่มา: http://www.neutron.rmutphysics.com/physicsboard/forum/index.php?topic=1025.0

About Author

Advertisement

แสดงความคิดเห็น

 
Top