Микроконтроллер
МК
Это понятие впервые встречается на программе «Электроника, программирование и инженерная практика» — примерно 13-14 лет (7-8 класс).
Крошечный компьютер на одной микросхеме: хранит свою программу и управляет устройством — стиральной машиной, игрушкой, роботом.
Мозг устройства: получает сигналы от «органов чувств» — датчиков и отдаёт команды «мышцам» — моторам.
Найти микроконтроллер в трёх домашних устройствах (микроволновка, пульт, наушники) и назвать, чем он там управляет.
Микросхема, объединяющая процессор, память и выводы входов-выходов. Выполняет записанную в память программу в цикле: прочитать датчики → вычислить → выдать сигналы на исполнительные устройства. В отличие от компьютера не запускает разные программы, а решает одну задачу — зато мал, дёшев и экономичен.
Собрать на Arduino цикл «датчик → решение → действие» (свет от освещённости) и показать в скетче строки чтения входа и управления выходом.
Однокристальная ЭВМ: ядро (AVR, ARM Cortex-M), флеш-память для прошивки, ОЗУ, периферия — таймеры, АЦП, интерфейсы UART/I2C/SPI, порты ввода-вывода. Характеристики: разрядность (8 или 32 бита), тактовая частота (у ATmega328P в Uno — 16 МГц), память в килобайтах. Работает без операционной системы: после подачи питания сразу выполняет прошивку. Логические уровни 5 В или 3,3 В — важно при соединении плат между собой.
Найти в даташите ATmega328P тактовую частоту и объёмы флеш-памяти и ОЗУ; сравнить со своим ноутбуком по порядкам величин.
Частое заблуждение
«Микроконтроллер — это просто слабый компьютер». Нет: у него всё на одном кристалле — процессор, память, входы-выходы, и он выполняет одну записанную в него программу, а не запускает разные.