انتقال داده‌های اطلاعاتی در باند M 433 بین دو میكروكنترلر

میكروكنترلرها (برخلاف ریزكامپیوترها و ریز پرازنده ها) اغلب در چنین كاربردهایی یافت می‎شوند.

با این كه بیش از بیست سال از تولد ریزپردازنده ها نمی گذرد، تصور وسایل الكترونیكی و اسباب بازیهای امرزوی بدون آن كار مشكلی است. در 1971 شركت اینتل،  8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه كرد.

مدت كوتاهی پس از آن شركت موتورولا، RCA و سپس تكنولوژی MOS و شركت زایلوگ انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800 و 1801 و 6502 و Z80 عرضه كردند.  گر چه این IC ها (مدارهای مجتمع) به خودی خود فایده ای زیادی نداشتند اما به عنوان بخشی از  یك كامپیوتر تك بورد یا SBC ، به جزء مركزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند. از این SBC ها كه به سرعت به آزمایشگاه های طراحی در كالج ها و شركهای الكترونیك راه پیدا كردند می‎توان برای نمونه از D2 ساخت موتورولا، KIM-1 ساخت Mos Technology و SCK-85 متعلق به شركت اینتل نام برد.

«ریزكنترلگر» قطعه ای شبیه به ریز پردازندها ست در 1976 اینتل 8748 را به عنوان اولین قطعه ی خانواده ی ریزكنترلرگرهای MCS-48^TM معرفی كرد. 8748 با 17000 ترانزیستور در یك مدار مجتمع شامل یك CPU ، 1 كیلوبایتEPROM ، 64 بایت RAM ،‌27 پایه ورودی - خروجی (I/O)  ویك تایمر 8 بیتی بود.

این IC و دیگر اعضای MCS-48^TM كه پس از آن آمدند، خیلی زود به یك استاندارد صنعتی در كاربردهای كنترل گرا تبدیل شدند. جایگزین كردن اجزاء الكترومكانیكی در فرآورده هایی مثل ماشینهای لباسشویی و چراغ های راهنمایی از ابتدای كار یك كاربرد مورد توجه برای این میكروكنترلرها بودند و همین طور باقی ماندند. دیگر فرآورده هایی كه در آنها می‎توان میكروكنترلر را یافت عبارتند از اتومبیلها، تجهیزات صنعتی، وسایل سردرگمی و ابزارهای جانبی كامپیوتر (افرادی كه یكPC  از IBM دارند كافی است به داخل صفحه كلید نگاه كنند تا مثالی ازیك میكروكنترلر را در یك طراحی با كمترین اجزاء ممكن ببینند).

توان ، ابعاد و پیچیدگی میكروكنترلرها با اعلام ساخت 8051 یعنی اولین عضو خانواده میكروكنترلر MCS-51^TM در 1980 توسط اینتل پیشرفت چمشگیری كرد. در مقایسه با 8084 این قطعه شامل بیش از 60000 ترانزیستور، 4K بایت ROM ،‌128 بایت RAM ، 32 خط I/O، یك درگاه سریال و دو تایمر 16 بیتی است كه از لحاظ مدارات داخلی برای یك IC ، بسیار قابل ملاحظه است.

امروزه انواع گوناگونی از این IC وجو ددارند كه به طور مجازی این مشخصات را دو برابر كرده اند. شركت زیمنس كه دومین تولید كننده قطعات MCS-51^TM است ، SAB 80515 را بعنوان یك 8051 توسعه یافته در یك بسته ی 68 پایه با 6 درگاه (پورت) I/O بیتی، 13 منبع وقفه و یك مبدل آنالوگ به دیجیتال با 8 كانال ورودی عرضه كرده است. وخانواده ی 8051 به عنوان یكی از جامعترین و قدرتمندتر ین میكروكنترلرهای 8 بیتی شناخته شده و جایگاهش را به عنوان یك میكروكنترلر مهم برای سالهای آینده یافته است.

2-1) مقایسه ی ریزپردازنده ها با میكروكنترلرها

فرق یك میكروكنترلر با یك پردازنده چیست؟ با این سوال از سه جنبه می‎توان برخورد كرد:

1-2-1) معماری سخت افزار

در حالی كه ریزپردازنده یك CPUی تك تراشه ای است، میكروكنترلر در یك تراشه ی واحد شامل یك CPU و بسیاری از مدارات لازم برای یك سیستم میكروكامپیوتری كامل است. اجزای  داخل خط چین بخش كاملی از اغلب IC های میكروكنترلر هستند (شكل 2-1). علاوه بر CPU میكروكنترلرها شامل ROM, RAM یك رابطه سریال، یك رابط موازی، تایمر و مدارات زمان بندی وقفه هستند كه همگی در یك IC قرار دارند. البته مقدار RAM روی تراشه حتی به میزان آن در یك سیستم میكروكامپیوتری كوچك هم نمی رسد ولی این مساله محدودیتی ایجاد می‎كند برای كاربردهای میكروكنترلر بسیار متفاوت است.

یك ویژگی مهم میكروكنترلرها، سیستم وقفه موجود در آنهاست. میكروكنترلرها به عنوان ابزارهای كنترلرگرا، اغلب برای پاسخ بی درنگ به وقفه ها - محرك های خارجی- مورد استفاده قرار می گیرند، یعنی باید در پاسخ به یك «اتفاق» سریعا یك فرآیند را معوق گزارده، به فرآیند دیگر بپردازند. باز شدن در یك اجاق مایكروو مثالی است ازیك اتفاق كه ممكن است باعث ایجاد یك وقفه در یك سیستم میكروكنترلری شود. البته اغلب ریزپردازنده ها می‎توانند سیستم های وقفه ی قدرتمندی را به اجرا بگذارند اما برای این كار معمولاً به اجزای خارجی نیاز دارند. حال آنكه مدارات روی یك تراشه ی یك میكروكنترلر شامل تمام مدارات مورد نیاز برای به كارگیری وقفه ها است.

2-2-1) كاربردها

ریزپردازنده ها اغلب به عنوان CPU در یك سیستم میكروكامپیوتری به كار می روند ولی میكروكنترلرها در طراحی های كوچك با كمترین اجزاء ممكن كه فعالیت كنترلرگرا انجام می دهند نیز یافت می‎شوند. این طراحی ها در گذشته با چند ودجین و یا حتی صدها IC دیجیتال انجام می شد و اكنون یك میكروكنترلر می‎تواند در كاهش تعداد كل اجزاء كمك كند. آنچه مورد نیاز است شامل یك میكروكنترلر تعداد كمی اجزاء پشتیبان و یك برنامه كنترلی در ROM می‎باشد. میكروكنترلرها برای «كنترل» ابزارهای I/O در طراحی هایی با كمترین تعداد اجزاء ممكن مناسبند، حال آنكه ریزپردازنده ها مناسب «پردازش» اطلاعات در سیستم های كامپیوتری مناسبند.