سوريا ستار

المقدمة

ما هو المتحكـــم؟
إن المتحكم هو عبارة عن حاسوب صغير مصنع على شريحة واحدة يستخدم للتطبيقات الصغيرة . وهو أحد الأشكال الأساسية لنظام الحاسوب computr وهو أقرب للحاسوب الشخصي personal computr. وهو عبارة عن نظام حاسوبي كامل يشمل:

	وحدة المعالجة المركزية CPU
	. CPU هزاز تنظيم عمل
	ذاكرة لتخزين المعطيات والبرامج.
	أجهزة دخل لإدخال المعلومات إلى الحاسوب .
	.أجهزة خرج لإخراج المعلومات إلى نظام الحاسوب
	البرنامج الذي يجعل نظام الحاسوب يعمل شيئا مفيدا

تعطي الحواسيب نموذج محدد للخرج بناء على المداخل والتعليمات الحالية في برنامج الحاسوب . وهي لا تستطيع القيام بأي عمل بدون أن يكون لها برنامج. وتستطيع القيام بتطبيقات هائلة تبعا لهذا البرنامج. ولابد لهذا البرنامج أن يكون خاليا من الأخطاء لكي يعمل بنجاح. ويمكن كتابة البرنامج بعدة لغات مثل الأسمبلي أو حتى الأرقام الثنائية أو لغة C. أو عدة لغات أخرى. حيث يقوم هذا البرنامج بإنجاز سلسلة طويلة من الأعمال البسيطة جدا لإتمام مهمات نافعة مطلوبة من قبل البرنامج.المتحكم الصغري أو المايكروكنترلر هو في الواقع كمبيوتر صغيرمصمم خصيصا ليقوم بأعمال معينة. ويستخدم الذاكرة لتخزين الأوامر المبرمجة و القيام بتنفيذ هذه الأوامر مثل التشغيل والاطفاء , التوقيت , العد ، الحساب وغير ذلك من العمليات. تم استعمال أول مايكروكنترولر في عام 1969 ومنذ ذلك الوقت بدأت هذه المتحكمات بالانتشار حتى بات من الصعب العمل في مجال الاليكترونيات الحديثة بدون معرفة الميكروكنترولر. وهذه المتحكمات العجيبة موجودة في داخل العديد من الأجهزة التي نستخدمها في حياتنا اليومية. فمثلاً في السيارة نجد أن الفرامل (الكوابح) و مثبت السرعة يتم التحكم فيها عن طريق المايكروكنترولر.ولو نظرنا إلى فرن المايكروويف في المطبخ لوجدنا بداخله مايكروكنترولر للتحكم بالتوقيت والحرارة بحسب الخيارات التى نطلبها عند الطبخ.والأمثلة على الأجهزة التي يوجد بداخلها ميكروكنترولر كثيرة منها الهواتف الجوالة ، الثلاجات ، الغسالات ، التلفزيونات ، كاميرات الفيديو ، الكاميرات الرقمية وغير ذلك كثير.

خواص المتحكم الصغرى:
كما ذكرنا فإن المتحكم الصغرىهو عبارة عن كمبيوتر صغير ولكن ما هي الخواص التي تميز المايكروكنترولر عن باقي الكمبيوترات ؟
أهم هذه الخواص هي:
1- يكون المتحكم الصغرى عادة بداخل جهاز آخر للتحكم بذلك الجهاز كما ذكرنا سابقاً.
2- يكون في المتحكم الصغرى ما يحتاجه من الذاكرة مثل الرام والروم (RAM & ROM) فهو ليس بحاجة إلى شرائح خارجية للذاكرة.
3- يكون عمل المتحكم الصغرىمحدد بمهمة واحدة وتنفيذ الأوامر في برنامج واحد يكون مخزناً في ذاكرة المتحكم الصغرى.
4- يكون استهلاك المتحكم الصغرىمن الطاقة صغيراًً جدا بالنسبة للكمبيوترات الأخرى فمثلا بعضها يستهلك 50 ميللي وات بينما الكمبيوتر العادي الذي نستخدمه في منازلنا قد يستهلك 50 وات.

مكونات المتحكم الصغرى

تحتوي شريحةالمتحكم الصغرى كما هو موضح في الصورة على معالج بيانات ، ذاكرة رام و ذاكرة روم ، منافذ للمداخل والمخارج (I/O interfaces) ، مؤقتات وانظمة أخرى مثل محولات القيم التمثيلية إلى رقمية (ADC).

والآن لنعطي نبذة عن عمل كل من هذه الأجزاء:
معالج البيانات:
و يعتبر قلب المتحكم الصغرى ويختلف باختلاف الجهاز المستخدم وكذلك مصنع الجهاز فمثلاً معالج البيانات المستخدم في جهاز الهاتف الجوال يختلف عن ذلك المستخدم في فرن المايكروويف.
الذاكرة:
وتنقسم إلى رام و روم. أما الرام فتستخدم لتخزين المعلومات ويتراوح حجمها بين 25 بايت و 4 كيلوبايت بحسب المتحكم الصغرى.
أما الروم فيتراوح حجمها بين 512 بايت و 4096 بايت وقد يصل حجمها إلى 128 كيلوبايت في بعض المتحكمات الصغرية. وتستخدم الروم لتخزين البرامج التي تحتوي الأوامر التي ينفذها المتحكم الصغرى.
وذاكرة الروم قد تكون من نوع الروم (ROM) حيث يمكن برمجتها مرة واحدة فقط وقد تكون من نوع إي بروم (EPROM) أو إي إي بروم (EEPRPM) حيث يمكن برمجتها عدة مرات.
منافذ المداخل والمخارج:
وهذه المنافذ الرقمية توفر المتحكم الصغرىالطريق للتعامل مع الأجهزة الخارجية. حيث يمكن استعمالها لتشغيل الدايودات المضيئة والمرحلات
ويختلف عدد هذه المنافذ بحسب المتحكم الصغرى
المنفذ التسلسلي:
المنفذ التسلسلي يسمح بتبادل المعلومات بين المتحكم الصغرى و الأجهزة الأخرى مثل الكمبيوتر و المتحكمات الصغرية الأخرى.
المؤقت:
يسمح المتحكم الصغرىبالقيام بالمهمات لفترات زمنية محددة
المحول التمثيلي إلى رقمي:
و هو يترجم المعلومات الداخلة بالهيئة التمثيلية (Analog) إلى هيئة رقمية (Digital) حتى يتمكن المتحكم الصغرىمن فهمها والاستجابة لها.

برمجة المتحكم الصغرى

توفر الشركات المصنعة العديد من أنواع المتحكمات الصغرية للمحترفين والهواة حيث يمكن عمل التجارب المختلفة عليها.
هذه المتحكمات الصغرية يمكنها القيام بمهام مختلفة بحسب الأوامر التي تعطى لها وهذه الأوامر تسمى بالبرنامج. فبامكان الشخص تغيير العمل الذي يقوم به المتحكم الصغرى بتغيير هذه الأوامر في البرنامج.
كتابة البرنامج تحتاج من الشخص إلى معرفة جيدة بلغات البرمجة مثل الأسمبلي أو غيرها من اللغات.
لتغيير البرنامج في المتحكم الصغرى سيحتاج الشخص إلى جهاز وسيط لتحميل البرنامج الجديد من الكمبيوتر الشخصي إلى المتحكم الصغرى. حيث يركب فيه المتحكم الصغرى لتحميل البرنامج فيه ثم بعد ذلك يزال المتحكم الصغرىإلى الدائرة التي سوف يستخدم فيها.
والصورتان التاليتان توضحان بعض مبرمجات المتحكم الصغرى