Mikrodenetleyici Nedir? Mikrodenetleyicilerin Çalışma Prensibi ve Kullanım Alanları
Mikrodenetleyici, elektronik cihazların belirli görevleri otomatik olarak yerine getirmesini sağlayan, programlanabilir bir entegre devredir. Günümüzde birçok elektronik cihazın içerisinde mikrodenetleyiciler bulunmaktadır.Bir mikrodenetleyiciyi küçük bir bilgisayar gibi düşünebiliriz. Ancak bilgisayarlar gibi çok genel amaçlı kullanılmak yerine, genellikle belirli bir elektronik sistemi kontrol etmek üzere tasarlanırlar. İçerisine yüklenen program sayesinde kendisine bağlı devrelerden bilgi alabilir, bu bilgileri işleyebilir ve sonuçlara göre çıkışlarını kontrol edebilir.
Örneğin bir mikrodenetleyiciye bağlı olan bir sıcaklık sensöründen sıcaklık bilgisi okunabilir. Program içerisinde belirlenen sıcaklık değerine ulaşıldığında bir fan çalıştırılabilir veya bir röle devreye sokulabilir. Benzer şekilde butonlardan gelen bilgiler okunabilir, LED'ler yakılıp söndürülebilir, motorlar kontrol edilebilir veya bir ekranda çeşitli bilgiler gösterilebilir.
Mikrodenetleyicinin İçerisinde Neler Bulunur?
Mikrodenetleyicinin en önemli özelliği, bir elektronik sistemi kontrol etmek için gerekli birçok birimin tek bir entegre içerisinde bulunmasıdır.Başlıca bölümleri şunlardır:
- CPU (Merkezi İşlem Birimi): Program içerisindeki komutları işler ve işlemleri gerçekleştirir.
- Program Belleği: Mikrodenetleyiciye yüklenen programın saklandığı bölümdür.
- RAM: Program çalışırken geçici olarak kullanılan verileri saklar.
- Giriş/Çıkış Portları (I/O): Buton, sensör, LED, röle ve diğer elektronik devrelerle bağlantı kurulmasını sağlar.
- Timer/Counter: Zamanlama ve sayma işlemlerinde kullanılır.
- Kesme (Interrupt) Birimleri: Harici veya dahili bir olay meydana geldiğinde mikrodenetleyicinin ilgili programa yönlendirilmesini sağlar.
- Saat (Clock) Birimi: Mikrodenetleyicinin işlemlerinin belirli bir zaman düzeninde gerçekleştirilmesini sağlar.
Mikroişlemci ile Mikrodenetleyici Arasındaki Fark Nedir?
Mikroişlemci ile mikrodenetleyici birbirine benzer görünse de kullanım amaçları farklıdır.Mikroişlemci, temel olarak işlem yapma görevini üstlenen işlem birimidir. Bellek ve çevre birimleri çoğu zaman harici olarak sisteme eklenir.
Mikrodenetleyicide ise işlemci çekirdeğinin yanında bellek, giriş/çıkış portları ve çeşitli çevre birimleri aynı çip içerisinde bulunabilir.
Bu nedenle basit ve belirli görevleri yerine getiren elektronik cihazlarda mikrodenetleyici kullanmak daha pratik ve ekonomik olabilir.
Mikrodenetleyici Nasıl Çalışır?
Mikrodenetleyicinin çalışması, içerisine yüklenen programa bağlıdır.Örneğin basit bir LED kontrol devresinde program şu şekilde çalışabilir:
- Mikrodenetleyici başlatılır.
- Bir giriş pini okunur.
- Butona basılıp basılmadığı kontrol edilir.
- Butona basılmışsa çıkış pini aktif edilir.
- LED yanar.
- Butona basılmıyorsa LED söndürülür.
- Program bu işlemleri sürekli olarak tekrarlar.
Mikrodenetleyiciler Nerelerde Kullanılır?
Mikrodenetleyiciler çok farklı elektronik sistemlerde kullanılabilir.Örneğin:
- Elektronik kontrol kartları
- Otomasyon sistemleri
- Ölçüm cihazları
- Güç kaynakları
- Şarj cihazları
- Motor kontrol sistemleri
- LED kontrol devreleri
- Alarm sistemleri
- Sensör uygulamaları
- Robotik projeler
- Ev otomasyonu
- Endüstriyel kontrol sistemleri
- Uzaktan kumanda sistemleri
- Otomotiv elektroniği
- Tüketici elektroniği
PIC Mikrodenetleyiciler
Elektronik ve mikrodenetleyici programlamaya başlangıç konusunda PIC ailesi uzun yıllardır kullanılan mikrodenetleyici gruplarından biridir.Özellikle PIC16F84 gibi modeller, Assembly programlama öğrenmek için geçmişte oldukça yaygın kullanılmıştır. PIC mikrodenetleyicilerde giriş ve çıkış portlarının kontrol edilmesi, zaman gecikmeleri oluşturulması, sayaçların kullanılması, kesmelerin işlenmesi ve çeşitli elektronik devrelerin kontrol edilmesi öğrenilebilir.
PIC programlama için kullanılan dile göre mikrodenetleyiciye uygun program hazırlanır, derlenir ve elde edilen program dosyası mikrodenetleyicinin belleğine yüklenir.
Mikrodenetleyici Programlama Nedir?
Mikrodenetleyici programlama, mikrodenetleyicinin hangi işlemleri ve hangi sırayla yapacağını belirleyen programın hazırlanmasıdır.Programlama için kullanılan dil mikrodenetleyici ailesine ve uygulamaya göre değişebilir. Assembly, C ve benzeri programlama dilleri mikrodenetleyici uygulamalarında kullanılabilir.
Örneğin bir programda:
- Bir port giriş olarak ayarlanabilir.
- Başka bir port çıkış olarak kullanılabilir.
- Girişten gelen lojik seviye okunabilir.
- Timer ile belirli bir süre oluşturulabilir.
- Bir çıkış belirli aralıklarla değiştirilerek LED yakıp söndürülebilir.
- Sensörden gelen bilgi değerlendirilerek motor veya röle kontrol edilebilir.
Mikrodenetleyicilerin Avantajları
Mikrodenetleyicilerin en önemli avantajlarından biri, birçok elektronik işlevin tek bir entegre içerisinde birleştirilebilmesidir.Bunun sonucunda:
- Devre daha az komponentle kurulabilir.
- PCB boyutu küçültülebilir.
- Kontrol işlemleri yazılım üzerinden değiştirilebilir.
- Karmaşık kontrol işlemleri otomatik hale getirilebilir.
- Üretim maliyeti azaltılabilir.
- Aynı donanım farklı programlarla farklı amaçlarda kullanılabilir.
Sonuç
Mikrodenetleyici, elektronik bir sistemin algılama, karar verme ve kontrol etme işlemlerini gerçekleştirebilen programlanabilir bir elektronik bileşendir.Bir sensörden bilgi almak, buton okumak, LED kontrol etmek, motor çalıştırmak, zamanlama yapmak veya bir röleyi kontrol etmek gibi işlemler mikrodenetleyicinin yazılımı sayesinde gerçekleştirilebilir.
Bu nedenle mikrodenetleyiciler, modern elektronik ve gömülü sistemlerin temel yapı taşlarından biri haline gelmiştir. Mikrodenetleyici öğrenmeye başlayanlar için ise basit LED, buton, sayaç ve zamanlayıcı uygulamaları temel çalışma mantığını anlamak açısından oldukça faydalıdır.
