Integrierter Schaltkreis: Mikrocontroller
Benjamin AunkoferMikrocontroller (auch oft mit “µc” abgekürzt) sind elektronische Bauteile, mit welchen sich komplexe Aufgaben über eine Programmierung abarbeiten lassen. Mikrocontroller sind eine besonders komplexe Form der integrieten Schaltkreise (IC – Integrated Circuit).
Mikrocontroller bestehen grundsätzlich aus einem (oder mehreren) Mikroprozessoren und einer Menge an Peripheriebauteilen (Schnittstellen, AD-Wandler, Speicher usw.), wobei alle Elemente gemeinsam in einem Bauteil (“Mirkochip”) vereint sind und nach außen hin als ein Bauteil erscheinen. Das Bauteil ist in der Regel mit einem oberflächenmontierten Kunststoffgehäuse verdeckt, welches den Mirkocontroller vor leichten Umwelteinflüssen schützt und die Montage mit herausstehenden Lötanschlüssen (“Beinchen”) erleichtert.
Die Lötanschlüsse, welche aus dem Kunststoffgehäuse herausstehen, können direkt in eine Schaltung gelötet oder in einen Sockel gesteckt werden. Ein Sockel erleichtet die Montage und Demontage des Mikrocontrollers, nur der Sockel ist dann noch durch Lötgut fest in der Schaltung integriert. Der Sockel erleichtert den Austausch des Mikrocontrollers enorm, was keine unerhebliche Rolle spielt, da Mikrocontroller sensible Bauteile sind, welche sehr schnell (Überspannung, Falschpolung usw.) beschädigt werden kann.
Mikroprozessoren (CPU – Central Processing Unit, ebenfalls eine eigene Form integrierter Schaltkreise) sind Rechen- und Steuerwerke und somit der Kern jeden Mikrocontrollers.
In der Technologiegeschichte sind Mikrocontroller jünger als Mikroprozessoren. Dadurch, dass Mikroprozessoren dank moderner Produktionstechnik immer weiter miniaturisiert werden konnten, konnten Peripherieeinheiten ebenfalls in den Chip integriert werden und stellen nach außen hin eine einzige Einheit da, so sind die Mikrocontroller entstanden.
Heutige Mikroprozessoren verfügen neben dem Prozessorkern (Steuer- und Recheneinheit) auch über etwas Peripherie, beispielsweise einen Cache-Speicher, was zur Folge hat, dass die Grenzen zwischen Mikroprozessoren und Mikrocontroller immer mehr ineinander fließen.
Grundsätzlich sind Mikroprozessoren eher allgemeine Rechen- und Steuerwerke, Mikrocontroller bieten hingegen zusätzliche Peripherie. Mikrocontroller sind entweder allgemein (universelle Auslegung) gestaltet oder (häufiger) für einen sehr speziellen Zweck in der Automatisierungs- und Nachrichtentechnik ausgelegt (z. B. Steuerung eines elektronischen Verriegelungssystems). Kommunikations- und Steuerungsaufgaben in elektronischen Geräten (z. B. Radio, Kaffeemaschine, Telefon, Waschmaschine oder im Auto-Steuergerät) werden in der Regel von Mikrocontrollern übernommen.