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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über Mikrocontroller (MCUs) sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 2 Hersteller von Mikrocontroller (MCUs) und deren Firmenranking.
Inhaltsübersicht
Ein Mikrocontroller (MCU) ist ein elektronisches Bauteil, das alle grundlegenden Computerfunktionen in einem einzigen IC-Chip enthält.
Er steht für „Mikrocomputer“. Im Inneren eines Mikrocontrollers befinden sich Halbleiter, so genannte CPUs, die arithmetische Berechnungen durchführen sowie Speicherbausteine wie ROM/RAM. Geräte, in denen Mikrocontroller in elektronische Geräte eingebaut sind, werden auch als eingebettete Geräte bezeichnet.
Da Mikrocontroller dazu verwendet werden können, verschiedene Funktionen in einem einzigen IC zu realisieren, können sie dazu beitragen, die Anzahl der Teile in einem Produkt und die für Design und Entwicklung erforderlichen Arbeitsstunden zu reduzieren. Heute sind Mikrocontroller für verschiedene Funktionen in elektronischen Geräten unverzichtbar.
Mikrocontroller werden in bekannten Anwendungen wie Autos und Haushaltsgeräten wie Reiskochern eingesetzt, aber hier sind einige Beispiele für andere Haushaltsgeräte, in denen Mikrocontroller verwendet werden:
Neben Haushaltsgeräten werden Mikrocontroller auch da eingesetzt, wo sie die den Strom- und Gasverbrauch in den Haushalten messen sowie in Spielkonsolen wie der Switch. Sie sind in einer Vielzahl von Elektrogeräten in unserer Umgebung installiert.
Ein Mikrocontroller besteht aus einer CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), I/O (Input/Output), Timern und Taktgebern. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Gerät, eine Eingabe zu empfangen, eine programmierte Verarbeitung durchzuführen und ein Signal auszugeben.
Die Komponenten eines Mikrocontrollers und ihre Aufgaben sind wie folgt:
Zusätzlich werden auch periphere Schaltungen wie Stromversorgungsschaltungen, Oszillator- und Reset-Schaltungen konfiguriert. Diese Schaltungen befinden sich außerhalb des Mikrocontrollers, sind aber zum Starten/Steuern des Mikrocontrollers erforderlich.
Mikrocontroller werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt und es gibt viele davon mit Spezifikationen und Leistungen, die für jede Anwendung geeignet sind. In diesem Abschnitt werden die Arten von Mikrocontrollern erörtert, nämlich Mikrocontroller für Fahrzeuge, Mikrocontroller für Haushaltsgeräte und industrielle Mikrocontroller und die Merkmale der einzelnen Mikrocontroller erläutert:
Mikrocontroller in Fahrzeugen sind mit Funktionen zur Steuerung des Motors und der Peripheriegeräte eines Fahrzeugs ausgestattet. Bei der Motorsteuerung werden Kraftstoffeinspritzung und Zündzeitpunkt berechnet und Ausgangssignale an Aktoren gesendet.
Eine weitere Aufgabe der Mikrocontroller im Fahrzeug ist die Steuerung von Elektromotoren wie z. B. elektrischen Fensterhebern. Es wird gesagt, dass pro Auto etwa 100 Motoren verwendet werden.
Mikrocontroller werden in Reiskochern, Haartrocknern, schnurlosen Staubsaugern usw. eingesetzt. Mikrocontroller für Haushaltsgeräte müssen kompakt, stromsparend und kostengünstig sein.
Mikrocontroller werden in industriellen Anwendungen wie Werkzeugmaschinen, Industrierobotern und Anlagensteuerung eingesetzt. Da die Produktivität sinkt, wenn Fabriken aufgrund von Störungen stillstehen, müssen industrielle Mikrocontroller äußerst zuverlässig sein und über lange Zeiträume hinweg funktionieren können.
Industrielle Mikrocontroller müssen unter Umständen auch über Kommunikationsfunktionen verfügen, die mit dem industriellen Ethernet kompatibel sind. In den letzten Jahren wurden immer mehr industrielle Geräte mit industriellem Ethernet wie z. B. EtherCAT ausgestattet.
Industrial Ethernet ist ein industrielles Netzwerk, in dem Daten, die zuvor über analoge Signale ausgetauscht wurden, durch digitale Kommunikation ersetzt werden. Industrial Ethernet hat den Vorteil, dass es Verdrahtungsaufwand spart und eine effektive Nutzung der Daten ermöglicht.
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