Mikrodenetleyiciler - I - Amatör Teknik
Anasayfa/Mikrodenetleyiciler/Mikrodenetleyiciler – I
Mikrodenetleyiciler - I
Her kategorimizin ilk yazılarında olduğu gibi mikrodenetleyiciler kategorisinin de ilk yazısı tanıtım amaçlı olacak. Bu yazımızda “mikrodenetleyici nedir?” konusunu gayet yüzeysel bir şekilde işleyeceğiz. Detaylı yazıları sonraya bırakarak mikrodenetleyici kavramını kafamızda netleştirmeye başlayalım. Daha önceleri ayrı entegrelerin birleşimi ile elde edilen ve matematik/mantık işlemleri yapabilme özelliğine sahip devrelerin bir tek silisyum yonga (chip) üzerinde gerçeklenebilmesiyle bilgi işlem teknolojilerinde çok büyük bir sıçrama yaşandı.
İlk defa Intel firmasının 4004 adı ile ürettiği bu entegre genel amaçlı bir işlemciydi. Mikroişlemciler gerçekten çok başarılı olmuştu, pek çok firma kendi işlemcisini üretmeye başladı.
Mikroişlemcilerin kontrol süreçlerindeki başarısını fark etmek de çok uzun sürmedi. Pek çok cihaz mikroişlemcili kontrol sistemleriyle tasarlanmaya ve üretilmeye başlandı. Bununla birlikte kontrol kartları mikroişlemci ve avaneleri nedeniyle çok yer kaplıyordu. Basit bir kontrol sistemi için neler gerekiyordu bir bakalım.
2- Sistem saat üretici (Bu bileşen daha sonraları işlemci içine yerleştirildi.)
4- ROM/PROM veya EPROM (EEPROM ve Flash entegreleri daha yeni modellerde kullanıldı.)
5- Giriş/Çıkış entegresi (veya entegreleri)
6- Zamanlayıcı/Sayıcı (Çoğu uygulamada gerekir)
7- Kesme denetleyici (Her uygulamada gerekmeyebilir)
8- Yukarıdaki bileşenler arasındaki koordinasyonu sağlayacak PAL veya GAL türü bir “Glue Logic” entegresi.
Ortaya çıkan kontrol devresi aşağı yukarı şuna benzer bir şey oluyordu:
Uzatmayalım, yarıiletken üreticileri işlemci ile beraber az miktarda RAM, ROM, sayıcı, I/O portu vs. bileşeni tek yongada birleştirmenin iyi bir fikir olduğunu fark ettiler. Birçok uygulama örneğinin ardından yaygın kullanılan 8048 mikrodenetleyicisi (MCS-48) ortaya çıktı. Kısa zamanda da çeşitli varyasyonları üretildi. Bunlardan 8049’u eski PS/2 klavyelerinde bolca görebilirsiniz. Bunun dışında pek çok alanda da kullanıldılar.
Bu arada diğer firmalar da kendi mikrodenetleyicilerini üretmeye başladılar. Intel’in 8051’i, Motorola’nın 6805 ve 6811 serileri, NEC’in 7800 serisi ve Hitachi’nin H8 serisi, hurdaların içinde gözlerimize en çok takılanları… Ancak Intel 8051 serisi (MCS-51) gerçek bir başarıdır. 1980’lerin başlarında üretilmeye başlanan bu mikrodenetleyiciler çok sayıda firma tarafından geliştirilerek üretilmiştir.
Bugün bile bu mikrodenetleyiciyi bazı uygulamalarda görmek mümkün, özellikle SoC (System on a Chip) uygulamalarında arka planda işleri yürütmede kullanılabiliyorlar. Yanda AMD firmasına ait 1993 üretimi EPROM program belleği olan bir 8751 ve aşağıda Philips firmasının ROM’suz 8031 mikrodenetleyicisi görülmektedir.
Her geçen yıl mikrodenetleyiciler daha fazla kullanım alanı buldular ve geliştiler. Sayısız firma ya kendi mikrodenetleyicilerini ürettiler ya da yaygın kullanılan mikrodenetleyicilerin lisanslarını alarak bunların çeşitli modellerini geliştirerek üretmeye devam ettiler. Microchip firmasının PIC serisi ise kullanım ve programlama kolaylığı nedeniyle özellikler amatör elektronikçiler arasında çok tutuldu. Özellikle PIC16F serisi hem seri portu olan bir bilgisayar ve birkaç basit eleman kullanılarak programlanabilmesi hem de hemen her elektronik malzeme satıcısında bulunabilir olması nedeniyle muazzam bir popülerlik kazandı.
Yakın zamanda Microchip tarafından satın alınan Atmel firmasının AVR denetleyicileri ise Arduino prototip geliştirme platformları sayesinde amatörlerin hayatında bolca yer almaya başladı. ARM işlemci mimarisinin mikrodenetleyicilerde kullanılmasıyla mikrodenetleyici performansında ciddi bir artış oldu. Özellikle düşük güçlü Cortex-M ve DSP özelliklerine sahip Cortex-M4 serisi mikrodenetleyicilerde ciddi bir performans elde edildi. Soldaki fotoğrafta ST Microelectronic firmasının Cortex-M4F özelliğine sahip mikrodenetleyicisi görülüyor. ARM mimarili mikrodenetleyicilerin amatörler açısından en büyük çıkmazı genelde TSSOP veya BGA gibi yüzey montaj teknolojilerine uygun paketler içerisinde olması. Bu durum ise çeşitli prototip geliştirme kartları kullanılarak ortadan kaldırılıyor.
Mikrodenetleyiciler her geçen gün yeni özellikler kazanıyor, ucuzluyor, bunları programlamada kullanılan yetenekli ve ücretsiz yazılım araçları yaygınlaşıyor. İster amatör telsizcilik, ister robotik veya başka bir konu olsun, mikrodenetleyiciler artık elektroniğin vazgeçilmezlerinden…
İyi ama bir amatör olarak hangi mikrodenetleyiciyi kullanmalıyız? Mikrodenetleyiciyi seçerken dikkat etmeniz gereken, yapmak istediğiniz devredeki işlevleri gerçekleştirecek bileşenlere sahip olması, çalışma gerilimi, çekilen akım, pin sayısı, programlama kolaylığı ve yazılım geliştirme ortamının zenginliği gibi başlıklardır. Niyetiniz ticari bir ürün geliştirmek değilse hangi mikrodenetleyiciyi seçtiğiniz çok da fark etmez. Amaçladığınız görevi yerine getirebildikten sonra mikrodenetleyici mikrodenetleyicidir.
Gelecek yazımda görüşmek dileğiyle. 73.
8031 8048 8751 arduino arm işlemci chip cortex cortex-m eeprom eprom Intel 8051 m4 microchip mikrodenetleyici motorola NEC pic16f ram rom