Les microcontrôleurs , ou MCU (MicroController Unit) , sont de petits circuits intégrés ou puces qui intègrent un ordinateur en leur sein, c’est-à-dire qu’ils vont au-delà d’un processeur, y compris le processeur, la mémoire et également les E/S sur la même puce, bien que vous deviez les différencier des SoC, qui incluent plus que cela et sont plus complexes.
Ces puces sont le cerveau d’un grand nombre d’appareils que nous utilisons dans notre vie quotidienne, et elles sont présentes dans plus d’appareils que vous ne pouvez l’imaginer, de ceux que vous avez à la maison, à vos véhicules, en passant par les machines industrielles, etc. Par conséquent, ils sont très importants aujourd’hui, et nous allons leur dédier cet article.
En outre, il convient de noter qu’ils ont récemment gagné en popularité grâce à l’ IoT (Internet des objets ou Internet des objets) , car en raison de leur petite taille, de leur faible consommation et de leur faible coût , ils sont idéaux pour alimenter ces appareils connectés sans la nécessité d’utiliser des unités de traitement plus avancées. De plus, comme nous le verrons plus tard, ils sont également parfaits pour les makers et les amateurs de bricolage électronique, avec des projets comme Arduino, etc.
Que peut faire un microcontrôleur ?
Les microcontrôleurs , les MCU , sont des puces qui peuvent faire une multitude de choses, tout comme le ferait un processeur générique, mais ils intègrent également d’autres parties de l’ordinateur telles que la mémoire, les bus et le système d’E/S, donc ils sont Vous pouvez dire qu’il s’agit pratiquement d’un ordinateur sur une seule puce. Ses applications peuvent être très diverses, depuis le contrôle des températures ou d’autres paramètres via des capteurs, la génération d’un certain type de sortie en fonction de l’état des entrées pour effectuer des actions, etc. Le nombre d’applications peut être très élevé, où la limite est presque votre imagination et les capacités techniques du microcontrôleur lui-même, car elles ont généralement une taille de mémoire et des performances limitées.
Par conséquent, lors de la sélection d’un microcontrôleur, de nombreux facteurs doivent être pris en compte, tels que la fréquence de fonctionnement de l’appareil, l’architecture sur laquelle il est basé, la mémoire disponible , le nombre de broches disponibles, ainsi que le type et le nombre de composants. externes nécessaires. Heureusement, il existe de nombreux fabricants et modèles de microcontrôleurs différents pour choisir le meilleur pour toutes les applications que vous pouvez imaginer, des plus simples aux plus complexes, y compris certains durcis pour résister aux conditions extrêmes dans l’espace, dans les appareils militaires, dans les machines industrielles, etc. .etc.
Qu’est-ce qu’un PIC ?
La société Microchip a développé une série de microcontrôleurs qui sont devenus très populaires sur le marché, comme ses célèbres PIC . Une famille d’appareils avec différentes tailles de mots, tels que les appareils 16 bits, qui peuvent être très flexibles car ils peuvent être programmés et exécuter une multitude de fonctions.
De plus, ils disposent d’un fantastique écosystème compatible , ce qui facilite grandement les choses pour les développeurs qui les utilisent, ainsi que pour les programmeurs qui disposent d’un IDE entièrement compatible pour programmer le code nécessaire.
Bien sûr, les PIC ne sont pas la seule architecture , il existe également des AVR, Super-H, SAM, ARM Cortex-M, etc.
Architecture et fonctionnement du microcontrôleur
Bien qu’ils puissent sembler complexes car ils ont tout intégré, comme le processeur, la mémoire et le système d’E/S , entre autres, la vérité est que les microcontrôleurs sont plus simples que la plupart des processeurs ou GPU avancés utilisés dans les ordinateurs modernes. Et c’est que les CPU que ces microcontrôleurs intègrent sont généralement plus simples, comme les CPU d’il y a des décennies (par exemple : le 8051 d’Intel). En fait, de nombreux microcontrôleurs sont basés sur des architectures développées il y a des décennies.
Ils n’ont pas non plus besoin d’une grande capacité de mémoire (il peut s’agir de mémoires de type RAM, de registres, de ROM telles que EEPROM, flash, etc.), et la plupart d’entre eux ne comprennent généralement que quelques Ko ou Mo de capacité pour héberger les programmes nécessaires pour transporter les opérations, les fonctions. Tous chargés dans une série d’instructions et de données qui seront générées par l’IDE à partir du code source de programmation de haut niveau que les développeurs utilisent habituellement.
Types de microcontrôleurs
Comme vous pouvez l’imaginer, il existe plusieurs types de microcontrôleur . Chacun avec des caractéristiques et des capacités différentes, les applications pour lesquelles ils seront utilisés seront donc très différentes.
J’ai déjà mentionné plus haut que les facteurs les plus importants à prendre en compte lors de la sélection d’un microcontrôleur sont sa fréquence de fonctionnement et la quantité de mémoire disponible. Les exigences de l’application détermineront la fréquence de fonctionnement, mais il est généralement préférable de sélectionner un appareil qui fonctionne aussi lentement que possible tout en répondant aux exigences, recherchant plus de stabilité et de fiabilité en raison des applications critiques pour lesquelles ces types de puces sont utilisés. consacrer.
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