Здравствуйте, дорогие друзья! И вот настало то время, когда наигравшись с готовыми платформами, наподобие Arduino, нам захотелось заняться чем-то более серьезным и на новом уровне. А именно - программированием микроконтроллеров (МК). Причем не на облегченном языке С, а именно на его оригинальном синтаксисе. Конечно программировать МК можно и на других языках, например Assembler, но учиться осваивать азы программирования мы рекомендуем именно на С.

     Когда я сам начинал осваивать программирование микроконтроллеров, я столкнулся с рядом проблем в освоении материала и его подаче. Да, информации в книгах и в всемирной паутине предостаточно, но к моему большому сожалению я не нашел пошагового руководства для начинающих. Было очень много полезных статей, и лекций на определенные темы, но не на всю картину в целом. Поэтому я решил написать курс уроков посвященных программированию и освоению микроконтроллеров с нуля. И надеюсь мои уроки Вам понравятся и помогут справиться с проблемами на начальных этапах обучения.

1. Что такое микроконтроллеры?

     Для того чтобы начать программировать и использовать контроллеры в готовых устройствах, необходимо понять что же это такое. И так, микроконтроллер - это специальная микросхема, некий компьютер, который может объединять отдельные электронные узлы, и заставить их работать в единой системе. Не совсем понятно? Ну тогда давайте разберемся на примере.

     Представьте следующие детали: двигатель, водяной насос, дисплей, блок питания.  По сути, в отдельности это всего лишь небольшие электрические устройства. А что если поместить их в отдельный корпус, и соединить с запрограммированным МК, с добавлением некоторых элементов (наподобие барабана и отсека для воды). Конечно! Получится стиральная машинка. И все также в подобном духе. Холодильники, компьютеры, ТВ-приставки, смартфоны и многое другое. Именно по этому принципу и работают все микроконтроллеры. 

2. Какие бывают микроконтроллеры?

     И так, мы узнали что такое микроконтроллер. Но легче нам от этого не стало. Хотя некое осознание все же появилось. Следующее что необходимо знать, это какие МК существуют. Вообще контроллеров большое множество. Мы остановимся на самых популярных:

1. AVR (8-ми битные микроконтроллеры семейства Atmel)  Это основной конкурент для PIC. Может делать все, что делает PIC, но лучше, быстрее, дешевле и проще. Короче говоря, больше возможностей и меньше головной боли за те же деньги.
    
2. PIC (микроконтроллеры компании Microchip Technology Inc)
   Классические микроконтроллеры от компании Microchip. Очень простые, проверенные, но в них часто отсутствуют многие функции, которые другие производители встраивают в свои микроконтроллеры.
    
3. MSP 
   Очень неплохие микроконтроллеры от компании Texas Instruments (TI), но не столь популярные, как AVR или PIC. Однако они очень хороши для приложений, где важно низкое энергопотребление.     
    
4. ARM 
   За этими тремя буквами скрывается очень многое. ARM представляют современную архитектуру, и их возможности огромны. Очень мощные, дешевые, они очень быстро завоевывают рынок embedded-приложений, однако сложность этой платформы может испугать новичка, если он раньше не пробовал работать с микроконтроллерами других, более простых платформ.

     В последующих уроках мы будем знакомиться более подробно только с AVR и PIC. Так как именно эти микроконтроллеры являются самыми перспективными и легко осваиваемыми для новичков и не только. Какой из данных микроконтроллеров использовать, это зависит только от Вас. Всегда существовали, и, наверное, будут существовать споры какой тип лучше. Кто-то говорит о качестве, перечисляя достоинства PIC, а кто-то говорит о надежности, говоря о AVR. Как говорится "На вкус и цвет..". Так что пробуйте и выбирайте какой из типов МК нравится Вам больше.

     Наверное самый верный и правильный подход это выбирать не задачу под микроконтроллер, а именно контроллер под определенные задачи. Зачем использовать мощные микроконтроллеры, которые выполняют сотни миллионов операций в секунду, например,в устройствах для открывания/закрывания дверей гаража, или для полива газона, если есть более дешевые и простые варианты. Это Вы должны понять в первую очередь. 

3. Типы корпусов

     При изготовлении печатных плат необходимо точно понимать какими габаритами должно будет обладать будущее устройство. Поэтому на этапе проектирования важно знать какие типы корпусов бывают. И так, основные виды корпусов микроконтроллеров, это:

1. DIP (Dual Inline Package) - корпус с двумя рядами контактов. Количество ножек в корпусе - 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48 или 56.
    
2. SOIC (Small Outline Integrated Circuit) - планарная микросхема - ножки припаиваются с той же стороны платы, где находится корпус. При этом, микросхема лежит корпусом на плате. Количество ножек и их нумерация – такие же как у DIP.
    
3. PLCC (Plastic Leader Chip Carrier) - квадратный (реже - прямоугольный) корпус. Ножки расположены по всем четырем сторонам, и имеют J -образную форму (концы ножек загнуты под корпус). Микросхемы либо запаиваются непосредственно на плату (планарно), либо вставляются в панельку.
    
4. TQFP (Thin Profile Quad Flat Package) - среднее между SOIC и PLCC. Квадратный корпус толщиной около 1мм, выводы расположены по всем сторонам. Количество ножек – от 32 до 144.

      И так, в сегодняшнем уроке мы с вами рассмотрели основные вопросы и понятия связанные с микроконтроллерами. Надеюсь что данная статья Вам понравилась. Все интересующие вопросы и пожелания Вы можете оставлять внизу, в комментариях под статьей, либо на нашем форуме. До скорых встреч!