ใบงานที่ 3.1 ส่วนประกอบไมโครคอนโทรลเลอร์

จงศึกษาและตอบค าถามดังต่อไปนี้

1. ไมโครคอนโทรลเลอร์ ตรงกับค าภาษาอังกฤษว่า Microcontroller หมายถึง อุปกรณ์ควบคุมขนาดเล็ก ซึ่งบรรจุความสามารถที่คล้ายคลึงกับระบบคอมพิวเตอร ์โดยในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รวมเอาซีพียู, หน่วยความจ า และพอร์ต ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักส าคัญของระบบคอมพิวเตอร์เข้าไวด้้วยกัน โดยท าการบรรจุเข้าไว้ในตัวถังเดยีวกัน

2. ส่วนประกอบของไมโครคอนโทรลเลอร์ มีองค์ประกอบ 5 ส่วน คอื

1. หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู (CPU : Central Processing Unit) 2. หน่วยความจ า (Memory) สามารถแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ หน่วยความจ าที่มีไว้

ส าหรับเก็บโปรแกรมหลัก (Program Memory) เปรียบเสมือนฮาร์ดดิสก์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ คือข้อมูลใดๆ ที่ถูกเก็บไว้ในนี้จะไม่สูญหายไปแมไ้ม่มไีฟเลี้ยง อีกส่วนหนึ่งคือหน่วยความจ าข้อมูล (Data Memory) ใช้เป็นเหมอืนกกระดาษทดในการค านวณของซีพียู และเป็นที่พักข้อมูลชั่วคราวขณะท างาน แต่หากไมม่ีไฟเลี้ยง ข้อมูลก็จะหายไปคล้ายกับหน่วยความแรม (RAM) ในเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วๆ ไป แต่ส าหรับไมโครคอนโทรลเลอร์สมัยใหม ่หนว่ยความจ าข้อมูลจะมีทั้งที่เป็นหน่วยความจ าแรม ซึ่งข้อมูลจะหายไปเมื่อไมม่ีไฟเลี้ยง และเป็นอีอีพรอม (EEPROM : Erasable Electrically Read-Only Mempry) ซึ่งสามารถเก็บข้อมูลได้แมไ้มม่ีไฟเลี้ยง

3. ส่วนติดตอ่กับอุปกรณภ์ายนอก หรือพอร์ต (Port) มี 2 ลักษณะคือ พอร์ตอินพุต (Input Port) และพอร์ตส่งสัญญาณหรือพอร์ตเอาต์พุต (Output Port) ส่วนนี้จะใช้ในการเช่ือมต่อกบัอุปกรณ์ภายนอก ถือว่าเป็นส่วนที่ส าคัญมาก ใช้ร่วมกันระหว่างพอร์ตอินพุต เพื่อรับสญัญาณ อาจจะด้วยการกดสวิตช์ เพื่อน าไปประมวลผลและส่งไปพอร์ตเอาต์พุต เพ่ือแสดงผลเช่น การตดิสว่างของหลอดไฟ เปน็ต้น

4. ช่องทางเดินของสัญญาณ หรือบัส (BUS) คือเส้นทางการแลกเปลี่ยนสัญญาณข้อมูลระหว่าง ซีพียู หน่วยความจ าและพอร์ต เป็นลักษณะของสายสัญญาณ จ านวนมากอยู่ภายในตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยแบ่งเปน็บัสข้อมูล (Data Bus) , บัสแอดเดรส (Address Bus) และบัสควบคุม (Control Bus)

5. วงจรก าเนิดสัญญาณนาฬิกา นับเป็นส่วนประกอบที่ส าคัญมากอีกส่วนหนึ่ง เนื่องจากการท างานที่เกิดขึ้นในตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ จะขึ้นอยู่กบัการก าหนดจังหวะ หากสัญญาณนาฬิกามีความถี่สูง จังหวะการท างานก็จะสามารถท าได้ถี่ข้ึนส่งผลให้ไมโครคอนโทรลเลอร์จัวนั้น มีความเร็วในการประมวลผลสูงตามไปด้วย

3. บริษัทที่พัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวแรกของโลก คือ intel

มีช่ือเรียกว่า MPU 4004 (MCS-4)

4. การท างานของไมโครคอนโทรลเลอร์ จะประมวลค าสั่งข้อมูลในรูปสญัญาณแบบใด มีลักษณะการท างานเช่นใด

ประมวลค าสั่งข้อมูลในรูปสัญญาณดิจิตอล มาเทียบกบัตารางชุดค าส่ังเพ่ือก าหนดการท างานในแบบต่างๆ ส่วนอตัราการประมวลนั้นขึ้นอยู่กบัความถี่สัญญาณนาฬกิาที่ป้อนให ้

5. ยกตัวอยา่งอุปกรณ์ที่น าเอาอุปกรณ์ชุดไมโครคอนโทรลเลอร์ มาใช้ในการผลิต

นาฬิกา แอร์ หุ่นยนต ์เมาส์

6. ภาษาคอมพิวเตอร์ที่ติดตัวมากบัไมโครคอนโทรลเลอร์ คือภาษา แอสเซมบลี

7. ภาษาที่ใช้เขียนติดต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ไดแ้ก่ ภาษา BAISC หรือ

ภาษา C PASCAL

8. ATMEGA-16 คือ หัวใจของIPST-MicroBox

9. ATMEGA-16 มีองค์ประกอบทีส่ าคัญอะไรบ้าง

-หน่วยความจ า โปรแกรมภายใน 16 Kbytes -หน่วยความจ า RAM lkByte -ความเร็วในการประมวลผล 16 ล้านค าส่ังต่อวินาที ที่สัญญาณนาฬกิา 16 เมกะเฮริตซ์(MHz) -พอร์ตอินพุตและเอาทพ์ุต 32 ต าแหน่ง -วงจรพัลล์วิดธ์มอดูเลเตอร์ 4ช่อง -ไทเมอร์เคาร์เตอร์ 3ตัว -การสื่อสารอนุกรม SPI/I2C/USART

-วงจรแปลงสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอล 10 บิต 8 ช่อง -สามารถโปรแกรมและลบได้นับหมื่นคร้ัง