Mikrodenetleyici Donanım Temelleri

- Aralık 08, 2024

Mikrodenetleyicilerin fiziksel bileşenlerini ve işlevlerini anlamanızı sağlar. Bu temel bilgiler, mikrodenetleyici tabanlı bir sistem tasarlarken donanımın nasıl çalıştığını ve nasıl kullanılacağını öğrenmek için çok önemlidir. Şimdi bu başlık altındaki maddeleri detaylıca inceleyelim:

2. Mikrodenetleyici Donanım Temelleri

a) Mikrodenetleyici Bileşenleri

Mikrodenetleyicilerin içinde genellikle şu temel donanım bileşenleri bulunur:

CPU (İşlemci):
- Mikrodenetleyicinin "beyni"dir.
- Talimatları işler, aritmetik ve mantıksal işlemleri gerçekleştirir.
- Saat hızına (clock speed) bağlı olarak çalışır (örneğin, 8 MHz veya 16 MHz).
RAM (Random Access Memory):
- Geçici veri depolamak için kullanılır.
- Program çalışırken ara değerler (değişkenler gibi) burada saklanır.
- Elektrik kesildiğinde veri kaybolur (geçici hafıza).
ROM/Flash Bellek:
- Programın kalıcı olarak saklandığı yerdir.
- Elektrik kesildiğinde bile veri kaybolmaz.
- Çoğu mikrodenetleyici, Flash bellek kullanır ve bu bellek yeniden programlanabilir.
GPIO (General Purpose Input/Output) Pinleri:
- Harici cihazlarla (sensörler, LED'ler, butonlar vb.) iletişim sağlar.
- Dijital giriş veya çıkış olarak çalışabilir.
ADC (Analog to Digital Converter):
- Analog sinyalleri dijitale çevirir. Örneğin, sıcaklık sensöründen gelen analog veriyi sayısal bir değere dönüştürür.
- Örnek: Sıcaklık sensörü voltajını 0-1023 aralığında bir değere dönüştürmek.
DAC (Digital to Analog Converter):
- Dijital verileri analoga dönüştürür. Örneğin, bir hoparlöre sinyal göndermek için kullanılır.
UART/SPI/I2C (Haberleşme Birimleri):
- Mikrodenetleyicilerin diğer cihazlarla (örneğin, bilgisayar veya başka bir mikrodenetleyici) iletişim kurmasını sağlar.
- UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter): Seri haberleşme protokolü.
- SPI (Serial Peripheral Interface): Yüksek hızlı haberleşme.
- I2C (Inter-Integrated Circuit): Çoklu cihazlarla iletişim için kullanılır.
Saat (Clock) ve Osilatörler:
- Mikrodenetleyicinin çalışma hızını belirler.
- Harici bir kristal osilatör veya dahili bir RC osilatör kullanılabilir.

b) GPIO Portları ve İşlevleri

Dijital Giriş/Çıkışlar:
GPIO pinleri, dijital sinyallerle çalışır. Bir pin yüksek (1) veya düşük (0) durumunda olabilir.
- Dijital Giriş: Buton gibi cihazlardan gelen dijital sinyalleri algılar.
- Dijital Çıkış: LED yakma gibi işlemler için dijital sinyaller üretir.
Pull-Up ve Pull-Down Dirençler:
- GPIO pinlerinin sabit bir durumu (yüksek veya düşük) olması için kullanılır.
- Pull-Up: Bir pini varsayılan olarak "1" yapar.
- Pull-Down: Bir pini varsayılan olarak "0" yapar.

c) Saat (Clock) Sistemleri ve Osilatörler

Mikrodenetleyiciler, saat sinyalleri kullanarak çalışır.
Saat sinyali, talimatların ne kadar hızlı işleneceğini belirler. Örneğin, bir 16 MHz mikrodenetleyici saniyede 16 milyon işlem yapabilir.
Dahili Saat: Mikrodenetleyici içinde bulunan bir saat osilatörüdür. Genellikle daha az hassastır.
Harici Saat: Daha hassas bir kristal osilatör kullanılarak sağlanır (örneğin, 16 MHz kristal).

d) Kesme (Interrupt) Mekanizmaları

Kesintiler, mikrodenetleyicinin belirli bir olaya hızlı tepki vermesi için kullanılır.
Örneğin: Bir butona basıldığında veya bir sensör verisi geldiğinde işlem yapılmasını sağlar.
Donanım Kesintileri: Harici bir olay tetiklendiğinde (örneğin, bir buton basılması).
Yazılım Kesintileri: Program içinden tetiklenir.

Mikrodenetleyici Donanımının Önemi

Bu bileşenler, mikrodenetleyiciyi "bağımsız bir sistem" yapan ana unsurlardır. Bir tasarımcı, mikrodenetleyici seçerken bu donanım özelliklerini dikkate alır. Örneğin:

Daha fazla GPIO pini: Çoklu cihaz kontrolü için.
Yüksek ADC çözünürlüğü: Hassas ölçümler için.
Düşük güç tüketimi: Pille çalışan cihazlar için.

Kaynaklar:

Bu bilgileri daha iyi anlamak ve uygulamak için şu siteleri inceleyebilirsiniz:

yazın...

traotora