Mikroişlemciler bilgisayarların en merkezi birimidir.1971’de Intel firması tarafından ilk ticari olarak sunulan işlemci Intel I-4004 işlemcisidir.4-bit veri genişliğine sahip olan bu işlemci çok kısa süre içerisinde yerini 8-bit veri genişliğine sahip olan bu işlemci çok kısa süre içerisinde yerini 8-bit veri genişliğine olan işlemcilere bırakmıştır. Merkezi İşlem Birimi (CPU) olarak da adlandırılan mikroişlemciler ikili sayı sistemini temsil eden sayılar ve semboller üzerinden işlem yapar. Mikroişlemciler birbirlerine iletişim yolları ile bağlı Merkezi İşlem Birimi,Hafıza ve Giriş-Çıkış olmak üzere üç temel birimden oluşmaktadır. Merkezi İşlem Birimi(Central Processing Unit) Merkezi İşlem Birimi,işlemci üzerindeki aritmetiksel ve lojik işlemlerin gerçekleştiği birimdir.İşlemcilerin diğer birimleri arasındaki veri akışının kontrolü bu birimde gerçekleşir. Hafıza birimindeki program Merkezi İşlem Birimine işlemesi için veriler sağlar. Merkezi işlem biriminin veri işleme adımları şöyledir: • Veriyi getirmek(fetch) • Veriyi çözmek(decode) • Veriyi işlemek(execute) • Veriyi hafızaya geri depolamak(store) Merkezi İşlem Birimi(CPU),Aritmetik Mantık Birimi(ALU),Registers ve Kontrol Birimi(Control Unit) olmak üzere üç birimden oluşur. Aritmetik/Mantık Birimi(Aritmetic Logic Unit),hafıza biriminden gelen verilerin işlenmesinde görev alır.Bu işlemler Aritmetik toplama.çıkarma,bölme ve çarpmadır.İkili sayı tabanındaki (binary) mantık işlemleri ise VE(AND),OR(VEYA), bit kaydırma gibi işlemlerdir.Bazı işlemciler Kayan Nokta Birimine(Floating Point Unit) sahiptir.FPU ondalıklı sayılarla işlem yapabilmektedir. Kaydediciler(Registers),hafızadaki veriler ALU tarafından işlenirken kullanılan geçici ve kalıcı saklayıcılardır. Kontrol Birimi(Control Unit),işlemcinin çalışmasını yönlendiren birimdir.İşlemci içerisindeki ve dışarısındaki birimlerin senkron şekilde çalışmasını sağlar. Mikrodenetleyici Nedir? Mikrodenetleyici, dışarıdan gelen bir veriyi (programı) hafızasına alan, derleyen ve sonucunda da çıktı elde eden bir bilgisayardır. Mikrodenetleyicinin yapısında: • CPU • RAM • ROM • I/O Portları • Seri ve Paralel Portlar • Sayıcılar • Bazılarında da A/D (Analog to Digital) ve D/A (Digital to Analog) çeviriciler bulunur. Mikrodenetleyici ve Mikroişlemci Arasındaki Farklar Nelerdir? Mikroişlemci ile mikrodenetleyici birbirine karıştırılmamalıdır. Mikrodenetleyiciler, yapılarında mikroişlemcileri de içermektedir. Mikroişlemcilerin yapısında CPU, ön bellek ve I/O portları olmasına karşın mikrodenetleyicilerde ayrıca seri ve paralel portlar, sayıcılar ve çeviriciler (converter) de bulunmaktadır. Mikrodenetleyiciler, gerçek zamanlı uygulamalarda daha başarılı çalışmaktadırlar. Mikrodenetleyiciler bu işi çok küçük boyutlarda ve daha az enerji harcayarak yapabilmektedirler. Bunun yanısıra mikroişlemciler aynı anda çoklu işlem yapabilirken mikrodenetleyiciler aynı anda tek bir iş yapabilmektedir. Mikrodenetleyici Ne İşe Yarar? Mikrodenetleyici, programlandığı yazılımı hafızasına kaydedip, işleyebileceği şekilde derler ve bir çıkış sinyali gönderir. Çıkış portuna bir motorun bağlı olduğunu düşünecek olursak, mikrodenetleyiciden gelen sinyale göre motor hareket etmeye başlayacaktır. Kısacası mikrodenetleyiciler elektronik devrelerde beyin görevi görür, elektronik sistemleri kontrol etmemizi sağlarlar. Mikrodenetleyici Çeşitleri Piyasada birçok çeşit mikrodenetleyici bulunmaktadır. Mimarilerine göre mikrodenetleyiciler ikiye ayrılmaktadırlar. Von Neumann Mimarisi Program komutarı ve veriler aynı bellekten alınarak tek bir yol üzerinden işlemciye gönderilir; önce komut, daha sonra da veri işlenir. Geçmişte bu mimari tercih edilse de şu anda yerini Harvard almıştır. Bu mimaride gecikmeler meydana gelmektedir. Harvard Mimarisi Genellikle bu mimari tercih edilmektedir. Verilere ve komutlara farklı yollardan ulaşılır, bu sayede çalışması daha hızlıdır. Piyasada kullanılan mikrodenetleyicilerden bazıları şunlardır: FİRMA ÜRÜN ST STM32H7,STM32F7,STM32F4,STM32F2,STM32F3….. TexasInsturuments MSP430I2021,MSP430G2553,…. Mikrochip PIC(16F84,16F877,16F628) Atmel ATtiny10,AT90S1200,AT90LS8535,ATmega161 Mikrodenetleyiciler Nerelerde Kullanılır? Mikrodenetleyiciler televizyon, radyo, otomobil, cep telefonu, bilgisayar, hobi elektroniği ve sayısız daha birçok alanda kullanılmaktadırlar. Kullanım alanlarının bir kısmı bilgisayarlar olsa da en büyük kullanım alanları gömülü sistemlerdir. Elektronik devrelerde işlerin manuel olarak değil, belli bir döngüde yer alan komutlara göre işleyebilmesi için kullanılan mikrodenetleyiciler, otomasyon ve kontrol sistemlerinde de sıklıkla kullanılırlar. Mikrodenetleyici Programlama Nasıl Yapılır? Mikrodenetleyicilerin programlanabilmesi için komut satırlarından oluşan bir yazılıma ihtiyaç vardır. Her mikrodenetleyici için farklı bir derleyici, derlenen programın aktarılması için farklı programlar vardır. Örneğin ST firmasının ürünü olan STM32F4 ailesindeki mikrodenetleyiciler için özel programlama kartları bulunmaktadır. Mikrodenetleyicinin programlanabilmesi için karta sabitlenmesi, kartın da bilgisayara bağlanması gerekmektedir. Bilgisayardaki yazılım makine diline derlendikten sonra mikrodenetleyici tipi seçilerek yazılım karta aktarılır. Bu şekilde karta sabitlenen mikrodenetleyici programlanmış olur.