elektrik port üyelik servisleri elektrik port üyelik servisleri

Mikrodenetleyiciler Nasıl Çalışır? |
1. Bölüm

Günümüzde her çeşit makine ve cihazın içinde görebileceğimiz, her geçen gün hayatımızı kolaylaştırmaya devam eden gömülü sistemlerin temelini oluşturan mikrodenetleyiciler nasıl çalışır? Mikrodenetleyici ve mikroişlemcilerin arasındaki farklar nelerdir? Mikrodenetleyiciler nasıl programlanır? Mikrodenetleyicileri programlamak için hangi diller kullanılabilir? Bu yazı dizimizde bu soruların cevaplarını birilikte inceleyeceğiz.



A- A+
16.01.2015 tarihli yazı 26171 kez okunmuştur.

Mikroişlemci Nedir?


Mikrodenetleyiciler ya da mikroişlemciler ile ilgili olarak herkes bunların transistörlerden oluştuğunu ve sadece 1 ve 0 değerleriyle çalıştığını söyler. Ama nasıl çalıştığını bir çok kişi tam olarak bilmez. Boyutları çok küçük ama büyük yeteneklere sahip teknoloji harikalarının nasıl çalıştığını iyi bir şekilde anlayabilmek için öncelikle transistörün ne olduğunu, nasıl çalıştığını ve ikili sayı sistemini anlamak gerekir. Bunun için ”Transistörler Nasıl Çalışır?” başlıklı yazımıza göz atabilirsiniz.

 
►İlginizi Çekebilir: Transistörler Nasıl Çalışır?


Transistörler birleşerek bir bitlik veriyi tutmaya yarayan Flip-Flop’ları oluştururlar. Flip-Flop‘u basit bir şekilde bir sonraki bit gelene kadar çıkışdaki biti saklayan, girişte veri değişikliği olduğunda clock darbesiyle birlikte çıkıştaki değeri de değiştiren lojik devre olarak tanımlayabiliriz. Yani flip-flop‘un yaptığı şey tam olarak bir biti saklamaktır.

Flip-Flop’ların birleşmesi ile daha fazla verinin saklanmasını sağlayan registerlar (saklayıcı) oluşur. Bir register mikroişlemcinin yapısına göre 8,16 ya da 32 bit olabilir. Registerlar birleşerek işlemcinin hafıza birimlerini oluştururlar.
 


Mikroişlemci hafıza birimleri dışında bu birimlerdeki verileri işleyen, okuyan ve yazan farklı birimlerde vardır. Aslında sistem içindeki tüm bileşenler, mantıksal olarak saklayıcılardan meydana gelmektedir. Tüm işlemler, saklayıcılarda tutulan bilgilerin mantıksal devreler aracılığıyla birbirleri arasında taşınması veya belirli işlemlere tabi tutulmasıyla gerçekleşir.

Bunlardan ALU (arithmetic logic unit) matematiksel işlemleri gerçekleştirir. Giriş çıkış (I/O) birimleri ise tamponlama veya çıkış işlemlerinde mikroişlemciden gelen veriyi tutma, giriş işlemlerinde ise dış dünyadan gelen bilgiyi tutma amacıyla kullanılır. 

Mikroişlemcili sistemleri oluşturan saklayıcılar topluluğunun ve aralarındaki veri alış verişinin şekli sistem mimarisi olarak isimlendirilir. Sistem içindeki saklayıcıların çeşitleri ve transfer şekilleri, kullanılabilecek komut tipleri, komutların çalışma süresi, mikroişlemci mimarisini belirler.

 

Video: Mikrodenetleyiciler nasıl üretilir?



 

Mikrodenetleyici Nedir? Mikroişlemciden Farkı Nedir?


Mikroişlemci ve mikrodenetleyici kavramları genellikle birbirine karıştırılmaktadır. Bir mikroişlemci sadece işlem ve hafıza birimlerinden oluşurken mikrodenetleyici hafıza, analog dijital çevirici, zamanlayıcı gibi çevre birimlerini de bünyesinde barındırır. Mikroişlemciler günümüzde genellikle kişisel bilgisayarlarda kullanılmaktadır (Intel, AMD …). 

Mikrodenetleyicileri genellikle endüstriye yönelik olarak kontrol ve otomasyon işlermlerini gerçekleştirmek için tasarlanmış özel mikroişlemciler olarak tanımlayabiliriz (PIC, AVR, MSP430, ARM, 8051). Üzerlerinde mikroişlemcilere göre daha fazla birimi barındırırlar fakat mikroişlemcilere göre daha yavaş çalışırlar. Üretilen mikroişlemci-mikrodenetleyicilerin sadece %2'si bilgisayarlarda kullanılırklen geri kalan %98 'i gömülü sistemlerde kullanılmaktadır.

 
 

Bir gömülü sistem tasarlamamız içim mikrodenetleyiciler mikroişlemcilere göre işimizi çok daha kolay olmasını sağlar. Çünkü gömülü sistem için mikroişlemci kullanmamız durumunda burada bahsettiğimiz RAM, osilatör, program hafızası, ADC gibi tüm birimleri satın alıp bunlar ve mikroişlemci arasında veri yolu, adres yolu bağlantılarını kurmamız gerekirdi. Mikrodenetleyici tüm bu birimlerin birleştirilmiş hali olarak kullanımımıza sunuluyor. 


Mikrodenetleyici Üreticileri

Günümüzde birçok mikrodenetleyici üreticisi çeşitli modellerde mikrodenetleyici üretmektedir. Bunlardan ülkemizde en çok kullanılanları;
 
  • ► 8051 mikrodenetleyiciler
  • ► Microchip firmasının PIC ailesi
  • ► Atmel firmasının AVR ailesi
  • ► Texas Instruments firmasının MSP430 ailesi
  • ► ARM tabanlı TI, ST ve ATMEL mikrodenetleyicileri
 
Ülkemizde 8051, PIC ve AVR eskiden beri popülerliğini korurken MSP430 ve ARM tabanlı mikrodenetleyiciler giderek popülerliğini arttırmaktadır. Üreticiler meslek lisesi ve üniversitelere ücretsiz ya da düşük ücretlerle eğitim kitleri göndererek kullanıcılarda kendi mikrodenetleyicilerine karşı alışkanlık oluşturmaya çalışırlar.


Mikrodenetleyicileri Öğrenmek

Çoğu gömülü sistemler mühendisi mikrodenetleyicileri öğrenmek için önce MSP430, AVR, PIC, 8051 gibi ailelerden başlayarak daha sonra ARM tabanlı mikrodenetleyicilere geçiş yapılmasını tavsiye etmektedir. Burada önemli olan nokta sadece bir aileye bağlı kalarak ezbere bir  öğrenme yerine daha sonra diğer mimari ve aileleri de öğrenmeye açık olacak şekilde mikrodenetleyicilerin ve birimlerinin çalışma mantığını, temel kavramları iyi bir şekilde öğrenmektir. Temel birimleri ve kavramları iyi bilen birisi başka bir mikrodenetleyici ailesini de kolay bir şekilde öğrenebilcektir.
 
 
2. Bölümde: Mikrodenetleyici temel kavramları



Sorularınız ve önerileriniz için yorum bölümünü kullanabilirsiniz...


 
Mustafa Alper Balım Mustafa Alper Balım Yazar Hakkında Tüm yazıları Mesaj gönder Yazdır



ANKET
Endüstri 4.0 için En Hazır Sektör Hangisidir

Sonuçlar