mikrokontrolera

Mikrokontroler to monoliticzny układ scalony przeznaczony do wykonywania określonych zadań w systemach wbudowanych. W odróżnieniu od mikroprocesorów, które często współdziałają z zewnętrzną pamięcią i układami peryferyjnymi, mikrokontroler integruje na jednym chipie procesor (CPU), pamięć operacyjną i pamięć programową oraz zestaw peryferiów, które umożliwiają bezpośrednie sterowanie urządzeniami.

Mikrokontrolery wyposażone są w rdzeń CPU, RAM, pamięć programową (Flash/ROM) i często pamięć EEPROM. Do peryferiów należą liczniki i timery, przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC) i cyfrowo-analogowe (DAC), PWM, interfejsy komunikacyjne (UART/USART, SPI, I2C), wejścia/wyjścia GPIO, a także funkcje specjalizowane, takie jak watchdog, wyjścia PWM, moduły zintegrowane do obsługi audio, USB czy Ethernet. Często występuje obsługa różnych trybów zasilania i zegarów, co umożliwia pracę w niskim poborze mocy.

Programowanie mikrokontrolerów odbywa się głównie w językach C lub C++, rzadziej w asemblerze. Popularne środowiska to Arduino IDE, PlatformIO, MPLAB X, Atmel Studio, STM32CubeIDE, a także zestaw narzędzi oparty na GCC. Programy zazwyczaj zapisywane są w pamięci Flash i wgrywane poprzez in-system programming (ISP) lub bootloader.

Zastosowania obejmują elektronikę konsumencką, urządzenia domowe, motoryzację, automatykę przemysłową, IoT, robotykę i systemy monitoringu. Mikrokontrolery są cenione za niski koszt, niewielkie rozmiary, niskie pobory energii i możliwość pracy w czasie rzeczywistym.

Pierwsze mikrokontrolery pojawiły się w latach 70. Najwcześniejsze przykłady to TMS1000 firmy Texas Instruments. W latach 80. popularność zyskały rodziny PIC i 8051. W kolejnych dekadach nastąpił szybki rozwój mikrokontrolerów opartych na architekturze ARM Cortex-M, a także na platformach AVR i MSP430.