Mikrocontroller
Ein Mikrocontroller ist einem Mikroprozessor sehr ähnlich. Der Unterschied liegt darin, dass die externe Peripherie die ein Mikroprozessor zum arbeiten benötigt im Mikrocontroller bereits auf dem Chip integriert ist.
Dazu zählen RAM, ROM (oft als Flash-ROM), Timer, Taktgenerator, Schnittstellen (UART, I2C...). Zusätzlich haben die Mikrocontroller meistens noch A/D-Wandler und Portbausteine integriert.
Mikrocontroller werden hauptsächlich für Steuerungsaufgaben verwendet, angefangen von der Espressomaschine bis zum Lokdecoder. Das Miniatur-Wunderland verwendet hauptsächlich Mikrocontroller des Hersteller Atmel, da diese sehr leistungsfähig (moderne RISC-Architektur), weitverbreitet und preisgünsig sind.
Typische Daten für einen Mikrocontroller der mittleren Leistungsklasse sind 8-bit Busbreite, 16kB Flash-ROM, 1kB RAM, 1 kB EEPROM. Schnellere Typen sind z.B. der LPC 2106 von Philips, der einen 32-bit ARM-Kern hat und max. 60 MIPS bietet (Atmel AVR: 16 MIPS, allerdings mit 8-bit). Dieser Controller ist bei mathematischen Berechnungen ca. 10-20 mal schneller als ein AVR, jedoch bei I/O Aufgaben langsamer.
Neuere Philips Mikrocontroller wie die LPC213x-Reihe haben z.B. 32kB RAM, 512kB Flash, schnellere IO's (Togglefrequenz ca 15MHz). Es gibt auch eine Reihe die Ethernet oder USB auf dem Chip integriert haben.
Mikrocontroller haben eine typische Stromaufnahmen von wenigen µA (im Energiesparmodus) bis einige mA.
Bei einem Mikrocontroller der AVR-RISC Reihe reicht als externe Beschaltung ein Abblockkondensator für die Stromversorgung, dazu noch ein Quarz wenn man einen genauen Takt benötigt. LEDs lassen sich mit Vorwiderstand direkt an die Pins anschließen, so dass man mit wenigen Bauteilen (und natürlich der passenden Software) eine Blinkschaltung realisieren kann.
Durch den Flash-Speicher lässt sich ein AVR typischerweise bis zu 10000-mal programmieren. Die Programmierung erfolgt entweder durch einen günstigen Adapter den man an den Parallelport anschließt (ca. 15€ Baustein, ca. 3-5€ Selbstbau), oder durch Programmer die sich an den USB-Port anschließen lassen (ca. 20€ Baustein, ca. 10€ Selbstbau).
Im Modellbau wird der Mikrocontroller sehr häufig beim Bau von Fahrtreglern eingesetzt.
Für kleine Anwendungen kann man Mikrocontroller gut in Assembler programmieren, größere Projekte werden jedoch fast nur in C geschrieben.
Eine gute (deutsche) Einführung in die Mikrocontrollertechnik bietet www.mikrocontroller.net
