mikrocontrolleri

Mikrocontrolleri (MCU) on pienikokoinen integroidun piirin laite, joka on suunniteltu ohjaamaan tiettyä tehtävää osana laitekokonaisuutta. Siinä on yleensä suoritin (CPU), muistipiirit (RAM sekä ROM/Flash) sekä useita sisäisiä ja ulkoisia liitäntöjä sekä ajastimia. Usein kaikki nämä toiminnot ovat yhdessä sirussa, mikä mahdollistaa pienen koon, alhaisen kustannuksen ja reaaliaikaisen ohjauksen.

Arkkitehtuuriltaan mikrokontrollereita on 8-, 16- ja 32-bittisiä, ja ne voivat kuulua erilaisiin arkkitehtuuriperheisiin, kuten Harvard- tai von Neumann -malliin. Suurin osa sisältää integroituja perifeerisiä toimintoja, kuten ADC ja DAC, PWM-lähtöjä sekä ajastimia, sekä sarjaliikennerajapinnat (UART/USART, SPI ja I2C). Joillakin malleilla on myös USB-, CAN- tai Ethernet-rajapinnat. Virranhallinta on keskeinen ominaisuus, ja monet mallit tukevat erilaisia virrankulutustiloja sekä herätyksiä reaaliaikaisiin tehtäviin.

Käyttöalueet kattavat lukuisat sulautetut järjestelmät: kuluttajalaitteet, kodin automaatio, teollisuusmittaus ja -ohjaus, ajoneuvojen hallintajärjestelmät sekä Internet of Things -laitteet. Mikrocontrolleri suorittaa ohjelmallisen logiikan sekä hallitsee antureita, toimilaitteita ja kommunikaatiota käytön mukaan.

Kehittäminen ja ohjelmointi: Mikrokontrollereita ohjelmoidaan yleensä C- tai C++-kielellä, joskus assemblerilla. Kehitystyökalut ja IDE:t mahdollistavat käännöksen, virheenjäljityksen ja ohjelman lataamisen laitteeseen bootloaderin kautta. Suositut perheet ovat esimerkiksi AVR- ja PIC-perheet sekä ARM Cortex-M -perheet (kuten STM32). Arduinon kaltaiset alustat tarjoavat helpon tavan aloittaa mikrokontrolleriharrastus tai -kehitys.

Erot mikroprosessorin kanssa: MCU sisältää muistin ja periferiat integroituna samaan piiriin, kun taas mikroprosessorit vaativat ulkoiset muistipiirit ja järjestelmälohkon. Mikrocomputerit, kuten Raspberry Pi, ovat täysipituisia tietokoneita, joilla on käyttöjärjestelmä ja huomattavasti suuremmat resurssit.

---