what is a microcontroller

                      WHAT IS A MICROCONTROLLER

 

একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার কি?

একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার হল একটি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (IC) যা ছোট, কম খরচে এবং স্বয়ংসম্পূর্ণ কম্পিউটার যা এমবেডেড সিস্টেমে একটি নির্দিষ্ট কাজ পরিচালনা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। সহজ কথায়, একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার (এমসিইউ বা মাইক্রোকন্ট্রোলার ইউনিট) হল একটি ছোট কম্পিউটার যা একটি একক চিপে সমন্বিত। আমরা এটিকে প্রোগ্রামেবল সিলিকন চিপ হিসাবেও ব্যাখ্যা করতে পারি যা ঘড়ি চালিত, রেজিস্টার ভিত্তিক, ইনপুট গ্রহণ করে এবং মেমরিতে সংরক্ষিত নির্দেশাবলী অনুসারে প্রক্রিয়াকরণের পরে আউটপুট সরবরাহ করে।কম্পিউটার হল একটি সাধারণ উদ্দেশ্যের ডিভাইস যা আমরা ওয়ার্ড প্রসেসিং, সিনেমা দেখা, ভিডিও সম্পাদনা, ওয়েব ব্রাউজিং, সফ্টওয়্যার তৈরি ইত্যাদির জন্য ব্যবহার করতে পারি। যখন একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার কিছু নির্দিষ্ট কাজ যেমন ওয়াশিং মেশিন নিয়ন্ত্রণ করা, এয়ার কন্ডিশনার নিয়ন্ত্রণ করা ইত্যাদির উদ্দেশ্যে করা হয়।

এটি কিভাবে কাজ করে ?

একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার এটির সিপিইউ ব্যবহার করে তার ইনপুট পিনে দেওয়া ডেটা প্রক্রিয়া করে এবং আউটপুট পিনের মাধ্যমে আউটপুট দেয়। এটি একটি সিঙ্ক্রোনাস সিকোয়েন্সিয়াল লজিক সার্কিট দ্বারা সঞ্চালিত বা চালিত হয়৷ ডিজিটাল সার্কিট তত্ত্ব অনুসারে, একটি অনুক্রমিক সার্কিট একটি লজিক্যাল সার্কিট যার আউটপুট শুধুমাত্র বর্তমান ইনপুটগুলির উপর নির্ভর করে না বরং অতীতের ইনপুট ইতিহাসের উপরও নির্ভর করে৷ এবং সিঙ্ক্রোনাস ক্রমিক সার্কিটে, ডিভাইসের অবস্থা শুধুমাত্র ঘড়ির সংকেত দ্বারা নির্ধারিত পৃথক সময়ে পরিবর্তিত হয়। একটি সিঙ্ক্রোনাস সিস্টেমের প্রধান সুবিধা হল এটির সরলতা যখন একটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস সিস্টেমের সাথে তুলনা করা হয়।আশা করি আপনি প্রচার বিলম্ব সম্পর্কে জানেন। একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার ডেটা প্রক্রিয়া করার জন্য প্রচুর পরিমাণে লজিক গেট ব্যবহার করে। এই গেটগুলির ইনপুটগুলির উপর নির্ভর করে তাদের আউটপুট অবস্থা পরিবর্তন করতে কিছু সময় প্রয়োজন, যাকে প্রচার বিলম্ব হিসাবে আখ্যায়িত করা হয়। তাই লজিক সার্কিটকে স্থিতিশীল এবং নির্ভরযোগ্য করার জন্য প্রতিটি ঘড়ির পুলের মধ্যে ব্যবধান এই প্রচার বিলম্বের চেয়ে বেশি হওয়া উচিত। সুতরাং এটি একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের সর্বাধিক অপারেটিং গতি নির্ধারণ করে, যা মাইক্রোকন্ট্রোলার জুড়ে পরিবর্তিত হবে।

একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের উপাদান

যেমন আমরা উপরে ব্যাখ্যা করেছি, একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার বিভিন্ন উপাদান যেমন সিপিইউ, রেম, রোম ইত্যাদির

সিপিইউ

সিপিইউ একটি কম্পিউটারের প্রসেসরের অনুরূপ, যা মূলত গাণিতিক এবং লজিক্যাল ইউনিট (ALU), কন্ট্রোল ইউনিট এবং রেজিস্টার অ্যারে নিয়ে গঠিত। নামটি নির্দেশ করে যে ALU ইনপুট ডিভাইস বা মেমরি থেকে প্রাপ্ত ডেটাতে সমস্ত গাণিতিক এবং যৌক্তিক ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করে। রেজিস্টার অ্যারেতে রেজিস্টারের একটি সিরিজ রয়েছে যেমন অ্যাকিউমুলেটর (A), B, C, D ইত্যাদি যা ডেটা প্রক্রিয়াকরণের জন্য অস্থায়ী দ্রুত অ্যাক্সেস মেমরি অবস্থান হিসাবে কাজ করে। নামটি নির্দেশ করে, কন্ট্রোল ইউনিট পুরো সিস্টেম জুড়ে নির্দেশাবলী এবং ডেটা প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে।

রেম

RAM এর পূর্ণরূপ হল Random Access Memory. একটি কম্পিউটারের মতো, মাইক্রোকন্ট্রোলার নির্দেশাবলী কার্যকর করার সময় গতিশীলভাবে ডেটা সংরক্ষণ করতে RAM ব্যবহার করা হয়। এটি একটি উদ্বায়ী মেমরি, মানে যখন শক্তি বন্ধ হয়ে যায় তখন সমস্ত ডেটা চলে যায়।

রোম বা প্রোগ্রাম মেমরি

রোম মানে রিড অনলি মেমোরি। পুরানো মাইক্রোকন্ট্রোলারে ফ্ল্যাশ মেমরি এক সময় প্রোগ্রামেবল ছিল তাই একে রম বলা হয়। কিন্তু সর্বশেষ মাইক্রোকন্ট্রোলারে এটি পুনরায় প্রোগ্রামযোগ্য, যেমন। (ইলেকট্রিকলি ইরেজেবল প্রোগ্রামেবল রিড অনলি মেমরি)। রোম প্রোগ্রাম বা নির্দেশাবলী সঞ্চয় করতে ব্যবহৃত হয় যা কার্যকর করা প্রয়োজন।

ইনপুট আউটপুট পোর্ট (I/Os)

মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি একাধিক সাধারণ উদ্দেশ্য ইনপুট আউটপুট (GPIO) পিন সরবরাহ করে যা নির্দিষ্ট কনফিগারেশন রেজিস্টারে লিখে একটি ইনপুট বা আউটপুট পিন হিসাবে কনফিগার করা যেতে পারে। এই পিনগুলি এটির পিনগুলি থেকে/এটি উচ্চ বা নিম্ন অবস্থা পড়তে বা লিখতে পারে, এটি বহিরাগত বিশ্বের সাথে ইন্টারফেস করা সম্ভব করে তোলে।

ঘড়ি

একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের জন্য ঘড়ির প্রয়োজন হয় কারণ এটি সঞ্চালিত হয় এবং উপরে বর্ণিত অনুক্রমিক যুক্তি দ্বারা চালিত হয়। ঘড়ির উৎস ক্রিস্টাল অসিলেটরের মতো বাহ্যিক বা আরসি অসিলেটরের মতো অভ্যন্তরীণ হতে পারে। বিভিন্ন মাইক্রোকন্ট্রোলারের ঘড়ির জন্য বিভিন্ন বিকল্প থাকবে। কিছু উন্নত মাইক্রোকন্ট্রোলার এমনকি অভ্যন্তরীণ পিএলএল (ফেজ লকড লুপ) বা এফএলএল (ফ্রিকোয়েন্সি লকড লুপ) প্রদান করে যাতে ঘড়িকে উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে গুণ করা যায়।

পেরিফেরাল

মাইক্রোকন্ট্রোলারের নিচের মত অন্যান্য পেরিফেরালও থাকবে।

 

সিরিয়াল যোগাযোগের জন্য UART, SPI, I2C।

টাইমার/কাউন্টার

ক্যাপচার/তুলনা/PWM মডিউল

এনালগ থেকে ডিজিটাল কনভার্টার

কেন আমাদের মাইক্রোকন্ট্রোলার প্রয়োজন?

একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার এর নির্দেশনা সেট এবং ক্ষমতার উপর ভিত্তি করে একটি নির্দিষ্ট কাজ করার জন্য প্রোগ্রাম করা যেতে পারে। কখনও কখনও সমাধানগুলি খুব জটিল হয়, সার্কিটগুলিও খুব জটিল হয়ে যায় যদি আমরা কেবল হার্ডওয়্যার ব্যবহার করে এটি সমাধান করার চেষ্টা করি।কল্পনা করুন আপনি একটি বড় বিল্ডিং বানাতে চান, ব্রিকস ব্যবহার করলে নির্মাণ প্রক্রিয়া সহজ এবং সাশ্রয়ী হবে। এবং এটি আপনাকে আপনার পছন্দ মতো আকৃতি এবং আকারে বিল্ডিং তৈরি করার স্বাধীনতাও দেবে। একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারে নির্দেশাবলী সেট করা ইট যা আপনি আপনার সমস্যার সমাধান করতে ব্যবহার করতে পারেন। এই নির্দেশাবলী ব্যবহার করে আপনি সহজেই জটিল প্রোগ্রাম সমাধান করতে পারেন।

অ্যাপ্লিকেশন

শুধু পড়া বন্ধ করুন এবং আপনার বাড়ির চারপাশে দেখুন। আপনি আপনার রান্নাঘরে টিভি, টিভি রিমোট, সেট টপ বক্স, মাইক্রোওয়েভ ওভেন, ওয়াশিং মেশিন, এয়ার কন্ডিশনার এবং আপনার বারান্দায় পার্ক করা গাড়ি ইত্যাদি দেখতে পারেন, সবকিছুই একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার করে।

বিভিন্ন মাইক্রোকন্ট্রোলার

বাজারে বিভিন্ন কোম্পানির তৈরি বিভিন্ন মাইক্রোকন্ট্রোলার পাওয়া যায়।

8051 মাইক্রোকন্ট্রোলার

8051 মাইক্রোকন্ট্রোলার সিরিজ হল সবচেয়ে জনপ্রিয় সাধারণ উদ্দেশ্য মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলির মধ্যে একটি। এটি প্রথম ইন্টেল দ্বারা নির্মিত হয়। আজকাল আমরা র‍্যাম, রম, পেরিফেরাল ইত্যাদির পার্থক্য সহ ৮০৫১ মাইক্রোকন্ট্রোলারের অনেক ক্লোন দেখতে পাচ্ছি, এটিমেল, টেক্সাস ইন্সট্রুমেন্টস, ফিলিপস, ইনফিনিয়ন ইত্যাদি বিভিন্ন কোম্পানি দ্বারা নির্মিত। 8051 সিরিজের মাইক্রোকন্ট্রোলার শখ এবং শিক্ষাগত উদ্দেশ্যে জনপ্রিয় পছন্দ।

PIC মাইক্রোকন্ট্রোলার

PIC মানে পেরিফেরাল ইন্টারফেস কন্ট্রোলার। এটি মাইক্রোচিপ ইনকর্পোরেটেড দ্বারা নির্মিত মাইক্রোকন্ট্রোলারের একটি সিরিজ। এটি পেশাদার, ছাত্র এবং ইলেকট্রনিক্স শৌখিনদের মধ্যে জনপ্রিয়। এটি কম খরচে এবং বাজারে সাধারণত পাওয়া যায়, এছাড়াও 8-বিট, 16-বিট এবং 32-বিট আর্কিটেকচারে পাওয়া যায়।

এআরএম মাইক্রোকন্ট্রোলার

ARM এর অর্থ হল Advanced RISC Machine, এটি একটি হ্রাসকৃত নির্দেশনা সেট কম্পিউটার (RISC) মাইক্রোকন্ট্রোলার। এআরএম মাইক্রোকন্ট্রোলার পেশাদারদের মধ্যে সবচেয়ে জনপ্রিয়। এআরএম মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি বিভিন্ন কোম্পানি দ্বারা তৈরি করা হয় যেমন এনএক্সপি সেমিকন্ডাক্টর, এসটিএমইক্রোইলেক্ট্রনিক্স, মাইক্রোচিপ ইনক।, অ্যাটমেল ইত্যাদি।

AVR মাইক্রোকন্ট্রোলার

AVR মাইক্রোকন্ট্রোলার শখ এবং ছাত্রদের মধ্যে সাধারণ। AVR মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি Atmel দ্বারা তৈরি করা হয়, পরে মাইক্রোচিপ দ্বারা অধিগ্রহণ করা হয়। জনপ্রিয় Arduino বোর্ড AVR মাইক্রোকন্ট্রোলার ব্যবহার করে।

সুবিধাদি

ছোট আকার

একটি কম্পিউটার মাইক্রোপ্রসেসরের বিপরীতে, একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার কিছু নির্দিষ্ট কাজের জন্য তৈরি। তাই RAM, ROM এবং অন্যান্য পেরিফেরালের মতো হার্ডওয়্যারের প্রয়োজনীয়তা খুবই কম। এইভাবে সবকিছু সামগ্রিক আকার খুব কমিয়ে একটি একক চিপে এমবেড করা হয়।

কম খরচে

মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাথে তুলনা করলে মাইক্রোকন্ট্রোলার খুব সস্তা হয় যেহেতু মাইক্রোকন্ট্রোলারে কম RAM, ROM, পেরিফেরালগুলি একটি একক চিপে এম্বেড করা থাকে।

কম শক্তি খরচ

একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার হার্ডওয়্যারের মতো ছোট সেট ব্যবহার করে পাওয়ার খরচ খুবই কম