Cos’è un microcontrollore?

In Generale

Il microcontrollore è un dispositivo programmabile e integrato in grado di acquisire e gestire delle informazioni di dati provenienti da sorgenti hardware esterne.

Le applicazioni dei Micro sono molteplici, si può andare da sistemi di automazione industriale a controlli per svariati sistemi elettronici, come orologi digitali, termometri, ecc

Non si devono confondere i microcontrollori con i microprocessori dei PC, in quanto sono due cose simili ma molto diverse.

Il micro è un sistema completo che può essere scomposto in sottosistemi che svolgono funzioni diverse e complementari.

Questi sono i sottosistemi comuni che compongono un micro:

·  CPU (Central Processor Unit);

·  RAM (Random Access Memory);

·  ROM (Read Only Memory);

·  ALU (Aritmetich Logic Unit);

·  Timer;

·  Porte I/O;

·  Registri;

CPU: E il cervello del sistema che gestisce tutti i processi che il micro esegue;

RAM: E la memoria più pregiata e veloce del micro, viene usata dalla CPU per gestire le variabili temporanee che servono per l’esecuzione del programma, quando si spegne il sistema questa viene resettata;

ROM: E la memoria in cui viene salvato il programma creato, una volta scritta non può più essere modificata;

ALU: E il sottosistema che gestisce tutte le operazioni logiche e matematiche della CPU;

Timer: Definisce il clock del sistema e le varie temporizzazzioni;

Porte I/O: Permettono al micro di comunicare con l’esterno in maniera biunivoca, possono essere SPI (Serial Port Interface) o SCI (Serial Communicator Interface);

Registri: Sono delle stringe di bit che configurano e definiscono lo stato del micro in tempo reale, le varie funzioni del micro vengono abilitate o disabilitate con la modifica logica di questi ultimi;

Per costruire un sistema di qualsiasi tipo che abbia dei rapporti con l’esterno (sistemi di acquisizione dati, elaboratori, sensori, ecc) bisogna prevedere anche la progettazione di una scheda hardware che interfacci le uscite del micro con l’ambiente esterno. La progettazione di un sistema di questo tipo richiede le seguenti tappe:

Inizio progettazione

Creazione di uno schema a blocchi per avere un’idea chiara di quello che si vuole progettare

Analizzazzione dei vari blocchi singolarmente che verranno uniti per comporre l’intero sistema

Compil’azione del programma al computer e prova emulata sulla scheda hardware

Il software è funzionante?

NO

SI

Memorizzazione del programma nella memoria ROM del micro

Applicazione del micro alla scheda hardware che sarà indipendente e funzionante

Fine progettazione

Assembly: è il linguaggio a basso livello con cui scriviamo il programma che verrà poi assemblato in codice macchina e trasferito nella memoria ROM.

Il numero di istruzioni dipende dal micro, più esse sono più facile sarà il lavoro del programmatore.

Il programma costruito con assembly verrà tradotto in codice macchina tramite lassembler, un compilatore che traduce appunto le istruzioni in codici binari riconosciuti dal micro.