Microcontroller क्या है? प्रकार, एप्लिकेशन्‍स [2024 गाइड़]

Microcontroller in Hindi – माइक्रोकंट्रोलर हिंदी में

इस लेख में हम इन बेहद लोकप्रिय IC की परिभाषित विशेषताओं को देखेंगे, और फिर हम इंटरनल आर्किटेक्चर का पता लगाएंगे।

अगर मुझे कोई ऐसा कौशल चुनना हो जो किसी भी इंजीनियर के प्रदर्शनों की सूची में सबसे मूल्यवान हो, तो वह निस्संदेह माइक्रोकंट्रोलर-आधारित सर्किट डिजाइन में दक्षता होगी।

Microcontroller ने आधुनिक जीवन को आकार देने वाली तकनीकी क्रांति में एक बेसिक भूमिका निभाई है – मैं इसे प्रमुख भी कहूंगा। माइक्रोकंट्रोलर छोटे, बहुमुखी, सस्ते डिवाइस हैं जिन्हें न केवल अनुभवी इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों द्वारा बल्कि शौकीनों, छात्रों और अन्य विषयों के प्रोफेशन्‍स द्वारा भी सफलतापूर्वक कार्यान्वित और प्रोग्राम किया जा सकता है।

संभावित माइक्रोकंट्रोलर एप्लिकेशन्स की सूची इतनी लंबी है कि मैं उदाहरण देने में भी संकोच करता हूं। कम लागत वाले पहनने योग्य उपकरण, मेडिकल इक्विपमेंट, उच्च-स्तरीय कंस्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स, मजबूत इंडस्ट्रियल डिवाइसेस, अत्याधुनिक सैन्य और एयरोस्पेस सिस्टम – ये अनुकूलनीय, किफायती, यूजर-फ्रेंडली कंपोनेंट किसी भी इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद के लिए स्वागत योग्य हैं।

इस लेख में, हम Microcontroller क्या है? माइक्रोकंट्रोलर की परिभाषा पर चर्चा करेंगे और विचार करेंगे कि यह किसी डिज़ाइन में किस उद्देश्य को पूरा करता है।

उद्देश्य:

Microcontroller क्या है? के इस आर्टिकल को पूरा पढ़ने के बाद, आप निम्न में सक्षम होंगे:

Microcontroller in Hindi – माइक्रोकंट्रोलर हिंदी में

माइक्रोकंट्रोलर आज की दुनिया का एक बड़ा हिस्सा हैं। आप जहां भी देखते हैं माइक्रोकंट्रोलर विभिन्न रूपों में मौजूद होते हैं, चाहे कार चलाना हो, किसी कंप्यूटर गैजेट पर, कॉफी मशीन से कॉफी बनाना हो। जैसे-जैसे टेक्नोलॉजी बढ़ती है, काम करने का तरीका भी विकसित होता है। आइए माइक्रोकंट्रोलर से शुरुआत करें।

माइक्रोकंट्रोलर एक इंटीग्रेटेड सर्किट (IC) डिवाइस है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के अन्य भागों को कंट्रोल करने के लिए किया जाता है, आमतौर पर एक माइक्रोप्रोसेसर यूनिट (MPU), मेमोरी और कुछ पेरिफेरल्स के माध्यम से।

ये डिवाइसेस एम्बेडेड एप्लिकेशन्स के लिए ऑप्टीमाइज़्ड हैं जिनके लिए प्रोसेसिंग कार्यक्षमता और डिजिटल, एनालॉग या इलेक्ट्रोमैकेनिकल कंपोनेंट्स के साथ चुस्त, प्रतिक्रियाशील इंटरैक्शन दोनों की आवश्यकता होती है।

इंटीग्रेटेड सर्किट की इस श्रेणी को संदर्भित करने का सबसे आम तरीका “माइक्रोकंट्रोलर” है, लेकिन संक्षिप्त नाम “MCU” का उपयोग परस्पर उपयोग किया जाता है क्योंकि यह “माइक्रोकंट्रोलर यूनिट” के लिए है। आप कभी-कभी “μC” भी देख सकते हैं (जहां ग्रीक अक्षर mu “micro” की जगह लेता है”)

Microcontroller एक अच्छी तरह से चुना गया नाम है क्योंकि यह इस उत्पाद श्रेणी की परिभाषित विशेषताओं पर जोर देता है। उपसर्ग “micro” का तात्पर्य छोटेपन से है और यहाँ “controller” शब्द का तात्पर्य कंट्रोल फंक्‍शन को करने की बढ़ी हुई क्षमता से है।

जैसा कि ऊपर कहा गया है, यह कार्यक्षमता एक डिजिटल प्रोसेसर और डिजिटल मेमोरी को अतिरिक्त हार्डवेयर के साथ संयोजित करने का परिणाम है जिसे विशेष रूप से माइक्रोकंट्रोलर को अन्य कंपोनेंट्स के साथ इंटरैक्ट करने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

माइक्रोकंट्रोलर क्या है?

Microcontroller Kya Hai?

एक माइक्रोकंट्रोलर जिसे MCU या माइक्रोकंट्रोलर यूनिट भी कहा जाता है, एक सिंगल इंटीग्रेटेड सर्किट (IC) है जिसका उपयोग एक विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए किया जाता है और कुछ कार्यों को लागू करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है।

उत्पाद और उपकरण जिन्हें कुछ स्थितियों में ऑटोमेटिकली कंट्रोल किया जाता है, जैसे एप्लायंसेज, बिजली उपकरण, ऑटोमोबाइल इंजन कंट्रोल सिस्‍टम, मेडिकल इक्विपमेंट, हाई-एंड कंस्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स, मजबूत इंडस्ट्रियल उपकरण और कंप्यूटर इसके उदाहरण हैं, लेकिन माइक्रोकंट्रोलर इन एप्लिकेशन्स की तुलना में बहुत अधिक तक पहुंचते हैं।

अनिवार्य रूप से, एक माइक्रोकंट्रोलर इनपुट इकट्ठा करने, जानकारी को प्रोसेस करने और एकत्रित जानकारी के आधार पर एक विशेष कार्रवाई को आउटपुट करने का काम करता है।

माइक्रोकंट्रोलर या MCU कम गति पर काम कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, यह लगभग 1 मेगाहर्ट्ज से 200 मेगाहर्ट्ज रेंज में काम कर सकते हैं, और कम बिजली की खपत के लिए डिज़ाइन किए गए हैं क्योंकि वे अन्य डिवाइसेस के अंदर एम्बेडेड होते हैं, जिनकी अन्य क्षेत्रों में अधिक बिजली खपत होती है।

माइक्रोकंट्रोलर का मतलब क्या है?

Microcontroller Meaning in Hindi

माइक्रोकंट्रोलर परिभाषा

माइक्रोकंट्रोलर एक छोटी, प्रोग्राम करने योग्य कंप्यूटर चिप है जो इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के भीतर विशिष्ट कार्यों को कंट्रोल करती है। यह एक प्रकार का माइक्रोप्रोसेसर है, लेकिन सामान्य-उद्देश्य वाले माइक्रोप्रोसेसर के विपरीत, एक माइक्रोकंट्रोलर विशेष रूप से एम्बेडेड सिस्टम के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो कंप्यूटर सिस्टम हैं जो अन्य डिवाइसेस में इंटीग्रेटेड होते हैं और एक विशिष्ट कार्य करते हैं।

माइक्रोकंट्रोलर में आमतौर पर एक CPU (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट), मेमोरी (RAM और ROM दोनों), और इनपुट/आउटपुट पेरिफेरल्स जैसे टाइमर, काउंटर और एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्टर्स होते हैं। उन्हें विशेष सॉफ्टवेयर टूल का उपयोग करके प्रोग्राम किया जाता है, और कोड आमतौर पर नॉन-वोलेटाइल मेमोरी, जैसे फ्लैश मेमोरी या EEPROM में संग्रहीत किया जाता है।

माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसेस में किया जाता है, जिनमें माइक्रोवेव ओवन और वॉशिंग मशीन जैसे साधारण डिवाइसेस से लेकर ऑटोमोबाइल और इंडस्ट्रियल कंट्रोल सिस्‍टम जैसे अधिक जटिल डिवाइसेस शामिल हैं।

इनका उपयोग आमतौर पर स्मार्टफोन, टैबलेट और गेमिंग कंसोल जैसे कंस्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स में भी किया जाता है।

माइक्रोकंट्रोलर में एक विशेष प्रकार की मेमोरी होती है जो प्रोग्रामर द्वारा दिए गए माइक्रोकंट्रोलर के निर्देशों को संग्रहीत करती है, जिससे कोड को कई बार फिर से बनाना बहुत आसान हो जाता है।

माइक्रोकंट्रोलर की ब्लॉक डायग्राम

यह ब्लॉक डायग्राम 8051 Microcontroller के इंटरनल आर्किटेक्चर को चित्रित करता है।

CPU प्रोसेसेज को मैनेज मैनेज और सिंक्रनाइज़ करता है, रजिस्टर्स को मैनेज करता है और ROM डेटा को की व्याख्या करता है।

यदि कोई अन्य प्राथमिकता वाला प्रोग्राम सिस्टम बस एक्सेस का अनुरोध करता है तो सब-रूटीन इंटरप्ट्स कॉल प्रदान की जाती है। इंटरप्ट्स इस अतिरिक्त एक्‍सेस के लिए वर्तमान प्रोसेसेज को विलंबित करने में सक्षम बनाता है। Oscillator (डायग्राम पर OSC के रूप में चिह्नित) माइक्रोकंट्रोलर के डिजिटल सर्किट के लिए टाइमर ऑपरेशन करता है।

माइक्रोकंट्रोलर के एलिमेंट्स कौन से हैं?

Elements of a microcontroller in Hindi

एक माइक्रोकंट्रोलर को एक छोटे कंप्यूटर के रूप में देखा जा सकता है, और यह अक्सर इसके अंदर आवश्यक एलिमेंट्स के कारण होता है।

माइक्रोकंट्रोलर का इंटरनल आर्किटेक्चर

माइक्रोकंट्रोलर हार्डवेयर के साथ-साथ सॉफ़्टवेयर का संयोजन है जो चरण को सिस्टम इनपुट सिग्नल प्राप्त करने, प्रोसेस करने और एक्सीक्‍यूट करने की अनुमति देता है जो गणना करता है और आउटपुट सिग्नल को कंट्रोल करने का भी निर्देश देता है।

यदि हम हार्डवेयर में सिस्टम माइक्रोकंट्रोलर की गहराई में जाते हैं तो कंपोनेंट्स में सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (CPU), मेमोरी, I/O पोर्ट और कई अन्य पेरिफेरल्स जैसे टाइमर, एनालॉग टू डिजिटल कन्वर्टर्स (ADC) और विभिन्न कम्युनिकेशन इंटरफेस शामिल हैं।

इसलिए सॉफ़्टवेयर को माइक्रोकंट्रोलर के ऑपरेशन को कंट्रोल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और प्रोग्राम या सॉफ़्टवेयर को माइक्रोकंट्रोलर की मेमोरी में संग्रहीत किया जाता है।

माइक्रोकंट्रोलर के एलिमेंट्स हैं:

• सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (CPU)
• रैंडम-एक्सेस मेमोरी (RAM)
• रीड-ओनली मेमोरी (ROM)
• इनपुट/आउटपुट पोर्ट (I/O पोर्ट)
• इंटरनल ओस्किलेटर
• इलेक्ट्रिकल इरेज़ेबल प्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी (EEPROM)

1. सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (CPU): इसे मूलतः माइक्रो कंप्यूटर के मस्तिष्क के रूप में जाना जाता है। माइक्रोकंट्रोलर का यह एलिमेंट्स एक माइक्रोप्रोसेसर है जो माइक्रोकंट्रोलर यूनिट (MCU) के अंदर होने वाली सभी प्रोसेसेज को कंट्रोल और मॉनिटर करता है। यह किए गए सभी अरिथमेटिक और मैथमेटिकल कार्यों को पढ़ने और एक्सीक्‍यूट करने के लिए जिम्मेदार है।
2. रैंडम-एक्सेस मेमोरी (RAM): यह एक अस्थायी स्टोरेज मेमोरी है जो केवल बिजली चालू होने पर ही जानकारी संग्रहीत करती है। यह उन प्रोग्रामों को चलाने और गणना करने में मदद करता है जिन्हें MCU को एक्सीक्‍यूट करने के लिए कहा जाता है। उपयोग के दौरान इसे लगातार ओवरराइट किया जाता है।
3. रीड-ओनली मेमोरी (ROM): यह एक पूर्व-लिखित स्थायी स्टोरेज मेमोरी है जो बिजली बंद होने पर भी काम कर सकती है। यह अनिवार्य रूप से माइक्रोकंट्रोलर को निर्देश देता है कि पूछे जाने पर अपनी गणना और प्रोग्राम्स को कैसे एक्सीक्‍यूट किया जाए।
4. इनपुट/आउटपुट पोर्ट (I/O पोर्ट): I/O पोर्ट में एक या अधिक कम्युनिकेशन पोर्ट होते हैं, जो आमतौर पर कनेक्टिव पिन के रूप में होते हैं। वे इनपुट/आउटपुट डेटा सिग्नल और बिजली आपूर्ति के प्रवाह के लिए MCU को अन्य कंपोनेंट्स और सर्किट से कनेक्ट होने की अनुमति देते हैं।
5. इंटरनल ओस्किलेटर: MCU के मुख्य टाइमर के रूप में भी जाना जाता है। इंटरनल ओस्किलेटर माइक्रोकंट्रोलर की मुख्य क्लॉक के रूप में कार्य करता है और इसकी इंटरनल प्रोसेसेज के एक्‍सीक्‍यूशन लय को कंट्रोल करता है। इसी तरह, किसी अन्य प्रकार का टाइमर आपके समय का ट्रैक रखता है क्योंकि यह किसी दिए गए प्रोसेस के दौरान समाप्त होता है, और MCU को निर्दिष्ट अंतराल पर विशिष्ट कार्यों को शुरू और समाप्त करने में मदद करता है।
6. इलेक्ट्रिकल इरेज़ेबल प्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी (EEPROM): यह MCU द्वारा उपयोग की जाने वाली एक प्रकार की नॉन-वोलेटाइल मेमोरी है। इलेक्ट्रिकल इरेज़ेबल प्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी अलग-अलग बाइट्स को मिटाने और पुन: प्रोग्राम करने की अनुमति देकर डेटा और जानकारी की मात्रा संग्रहीत करती है।

Microcontroller के अन्य सहायक एलिमेंट्स में शामिल हैं:

• एनालॉग टू डिजिटल कनवर्टर (ADC): इसका उपयोग एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में कन्‍वर्ट करने के लिए किया जाता है। यह MCU के प्रोसेसर को बाहरी एनालॉग डिवाइसेस, उदाहरण के लिए – सेंसर के साथ इंटरफेस करने की अनुमति देता है। इसका उपयोग विभिन्न डिजिटल एप्लिकेशन्स के लिए किया जा सकता है, जैसे मेज़रमेंट डिवाइसेस।
• डिजिटल टू एनालॉग कनवर्टर (DAC): यह DAC का विपरीत है जिसका अर्थ है डिजिटल सिग्नल को एनालॉग सिग्नल में कन्‍वर्ट करता है और MCU के प्रोसेसर को अपने आउटगोइंग सिग्नल को एक्सटर्नल एनालॉग कंपोनेंट्स तक कम्यूनिकेट करने की अनुमति देता है। इसका उपयोग आमतौर पर डीसी मोटर्स, विभिन्न ड्राइव आदि जैसे एनालॉग डिवाइसेस को कंट्रोल करने के लिए किया जाता है।
• सिस्टम बस: यह एक कनेक्टिव वायर है जो माइक्रोकंट्रोलर के सभी कंपोनेंट्स को जोड़ती है।
• सीरियल पोर्ट: यह I/O पोर्ट का एक उदाहरण है जो माइक्रोकंट्रोलर को एक्सटर्नल कंपोनेंट्स से कनेक्ट करने की अनुमति देता है। यह USB के समान है लेकिन बिट्स के आदान-प्रदान के तरीके में भिन्न है।

👉 यह भी पढ़े: Plotter क्या है? प्रकार, फीचर्स और एप्लिकेशन

माइक्रोकंट्रोलर्स की विशेषताएं

Features Microcontroller in Hindi

माइक्रोकंट्रोलर की विशेषताएं हैं:

• माइक्रोकंट्रोलर एक माइक्रो कंप्यूटर के रूप में कार्य कर सकते हैं जिसमें कोई डिजिटल भाग नहीं होता है।
• सिस्टम के अंदर उच्च इंटीग्रेशन के कारण, माइक्रोकंट्रोलर सिस्टम की लागत और आकार को कम करते हैं।
• इंस्ट्रक्शंस साइकल टाइमर।
• ट्रबलशूटिंग और सिस्टम मेंटेनेंस के लिए माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग आसान और सरल है।
• अतिरिक्त RAM, ROM, I/O पोर्ट का आसानी से इंटरफ़ेस।
• ऑपरेशन करने में कम समय लगता हैं।

माइक्रोकंट्रोलर कैसे काम करता है?

Working of Microcontroller in Hindi

किसी डिवाइस में एक सिंगल फ़ंक्शन को रेगुलेट करने के लिए सिस्टम के अंदर एक माइक्रोकंट्रोलर एम्बेडेड होता है। यह अपने सेंट्रल प्रोसेसर का उपयोग करके अपने इनपुट-आउटपुट पेरिफेरल्स से प्राप्त डेटा को interpret (व्याख्या) करके विनियमित करता है।

यह अस्थायी डेटा संग्रहीत करता है और माइक्रोकंट्रोलर द्वारा प्राप्त अस्थायी जानकारी इसकी डेटा मेमोरी में संग्रहीत होती है, जहां प्रोसेसर इसे एक्सेस कर सकता है और इसे सामान्य भाषा में कन्‍वर्ट करने और आने वाले डेटा को लागू करने के लिए अपने प्रोग्राम मेमोरी में संग्रहीत निर्देशों का उपयोग करता है। फिर यह कम्युनिकेशन करने और उपयुक्त कार्रवाई लागू करने के लिए अपने I/O पेरिफेरल्स का उपयोग करता है।

माइक्रोकंट्रोलर या MCU का उपयोग विभिन्न सिस्टम्स और डिवाइसेस में किया जाता है। कई डिवाइस अक्सर कई माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करते हैं जो अपने संबंधित कार्यों को संभालने के लिए एक डिवाइस में एक साथ काम करते हैं।

उदाहरण के लिए, एक कार जिसमें कई माइक्रोकंट्रोलर शामिल हो सकते हैं जिनमें एंटी-लॉक ब्रेकिंग सिस्टम, फ्यूल इंजेक्शन सिस्टम, ट्रैक्शन कंट्रोल या सस्पेंशन कंट्रोल जैसे विभिन्न अलग-अलग सिस्टम को कंट्रोल करने की शक्ति होती है। इस सिस्‍टम में, सभी माइक्रोकंट्रोलर उचित कार्रवाई करने के लिए एक दूसरे के साथ कम्यूनिकेट करते हैं।

कुछ अन्य माइक्रोकंट्रोलर कार के भीतर अधिक जटिल सेंट्रल कंप्यूटर के साथ कम्युनिकेशन कर सकते हैं, और अन्य केवल अन्य माइक्रोकंट्रोलर के साथ कम्युनिकेशन कर सकते हैं। वे अपने I/O पेरिफेरल्स का उपयोग करके डेटा भेज और प्राप्त कर सकते हैं और अपने निर्दिष्ट कार्यों को करने के लिए उस डेटा को प्रोसेस कर सकते हैं।

👉 यह भी पढ़े: इनपुट डिवाइसेस: परिभाषा, उदाहरण, इमेजेज [2024 गाइड]

माइक्रोकंट्रोलर के प्रकार

Types of microcontroller in Hindi

विभिन्न आधारों पर विभिन्न प्रकार के माइक्रोकंट्रोलर हैं:

1. विड्थ के आधार पर-

बस-विड्थ: यह आम तौर पर विभिन्न कंपोनेंट्स को जोड़ने वाली पैरेलल लाइन्स को संदर्भित करता है। इसका कार्य CPU, मेमोरी और इनपुट/आउटपुट पोर्ट के बीच डेटा ट्रांसमिट करना है। माइक्रोकंट्रोलर के अंदर तीन प्रकार की बसें होती हैं: डेटा बस, एड्रेस बस और कंट्रोल बस। इसे तीन प्रकारों में विभाजित किया गया है- 8,16, 32 बिट माइक्रोकंट्रोलर।

8-बिट माइक्रोकंट्रोलर: ऐसे माइक्रोकंट्रोलर की बस विड्थ 8 बिट यानी 1 बाइट चौड़ी होती है। इसका मतलब है कि यह एक चक्र में 8 बिट्स की जानकारी को ट्रांसफर और प्रोसेस कर सकता है। इसकी मुख्य बाधा गणितीय ऑपरेशन्‍स में है क्योंकि इसका ALU (अरिथमेटिक लॉजिक यूनिट) भी 8-बिट है।

उदाहरण के लिए 16 बिट के बड़े डेटा को प्रोसेस करने के लिए, यह एक आसान गणितीय फ़ंक्शन को पूरा करने के लिए कई चक्रों का उपयोग करता है। इसके परिणामस्वरूप सामान्य लॉजिक सर्किट का परफॉरमेंस ख़राब होता है। 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर के सामान्य उदाहरण Intel 8031/8051 और PIC1x हैं।

16-बिट माइक्रोकंट्रोलर: ऐसे माइक्रोकंट्रोलर की बस विड्थ 16 बिट्स यानी 2 बाइट चौड़ी होती है। यह एक चक्र में 16 बिट्स की जानकारी ट्रांसफर और प्रोसेस कर सकता है। इसका 16-बिट अंकगणित ALU 8-बिट माइक्रोकंट्रोलर की तुलना में अपने परफॉरमेंस में बहुत कुशल है।

और इसका 16-बिट टाइमर 0x0000 (0) से 0xFFFF (65535) की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है जो किसी भी एप्लिकेशन या प्रोजेक्ट के लिए प्रति लागत सबसे प्रभावी सटीकता प्रदान करता है जिसके लिए टाइमर फ़ंक्शन की आवश्यकता होती है। इसके कुछ उदाहरण 8051XA, PIC2x, Intel 8096 आदि हैं।

32-बिट माइक्रोकंट्रोलर: 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर में 32 बिट्स की बस विड्थ होती है जो 4 बाइट लंबी होती है। ऐसे माइक्रोकंट्रोलर का परफॉरमेंस और सटीकता किसी भी अन्य माइक्रोकंट्रोलर की तुलना में अधिक है, लेकिन वे थोड़े महंगे हैं और बहुत अधिक बिजली की खपत करते हैं।

यह किसी भी एम्बेडेड सिस्टम प्रोजेक्ट या यूनिवर्सल सीरियल बस (USB), ईथरनेट, यूनिवर्सल एसिंक्रोनस रिसीवर-ट्रांसमीटर डिवाइस (UARTS), और एक कंट्रोलर एरिया नेटवर्क (CAN) बस जैसे एप्लिकेशन्स में आवश्यक कई पेरिफेरल्स को भी सपोर्ट कर सकता है। 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर के कुछ सामान्य उदाहरण Intel/Atmel 251 परिवार और PIC3x आदि हैं।

2. मेमोरी के आधार पर-

एंबेडेड मेमोरी माइक्रोकंट्रोलर: एंबेडेड मेमोरी का मतलब है कि सभी मेमोरी ब्लॉक और मॉड्यूल एक ही पैकेज में हैं। इस कार्यात्मक ब्लॉक में प्रोग्राम और डेटा मेमोरी, टाइमर और काउंटर, इंटरप्ट आदि शामिल हैं। मेमोरी ब्लॉक निश्चित हैं और इन्हें एक्सपेंडेबल नहीं किया जा सकता है लेकिन माइक्रोकंट्रोलर में, ROM अपनी मेमोरी को बढ़ा सकता है।

एक्सटर्नल मेमोरी माइक्रोकंट्रोलर: इस प्रकार के माइक्रोकंट्रोलर की चिप के अंदर एक भी आवश्यक मेमोरी ब्लॉक नहीं होता है और इसे ठीक से काम करने के लिए बाहरी रूप से कनेक्ट करना पड़ता है। एक्सटर्नल मॉड्यूल के उपयोग से समग्र डिवाइसेस के डाइमेंशन्स बढ़ जाते हैं।

👉 यह भी पढ़े: एनालॉग कंप्यूटर क्या है? प्रकार, उदाहरण [2024 गाइड़]

3. इंस्ट्रक्शन सेट आर्किटेक्चर पर आधारित-

CISC (Complex Instruction Set Computer – कॉम्प्लेक्स इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर): इस प्रकार के माइक्रोकंट्रोलर में, CPU को एक या सिंगल जटिल कमांड को एक्सीक्‍यूट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक ही निर्देश का उपयोग करके कई निर्देशों को एक्सीक्‍यूट कर सकता है। इसका प्रोग्राम छोटे आकार का है और यही इसका फायदा है। लेकिन कई एड्रेसिंग मोड के साथ इसके निर्देश सेट के बड़े आकार के कारण, इसे एक्सीक्‍यूट करने में कई मशीन साइकल लगते हैं और परिणाम प्राप्त करने में लंबा समय लगता है।

RISC (Reduced Instruction Set Computers – रिड्यूस्ड इंस्ट्रक्शन सेट कंप्यूटर): इस प्रकार के माइक्रोकंट्रोलर में, CPU को छोटे और सरल जटिल कमांड एक्सीक्‍यूट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। किसी एक निर्देश को एक्सीक्‍यूट करने के लिए केवल एक मशीन की आवश्यकता होती है, इसलिए जटिल निर्देशों को एक्सीक्‍यूट करने के लिए निर्देश को छोटा किया जा सकता है।

4. माइक्रोकंट्रोलर आर्किटेक्चर पर आधारित-

हार्वर्ड आर्किटेक्चर माइक्रोकंट्रोलर (Harvard Architecture Microcontroller): यह एक प्रकार का माइक्रोकंट्रोलर है जिसमें एक मशीन साइकल में पूरा इंस्ट्रक्‍शन होता है। इसमें प्रोग्राम कोड (निर्देश), डेटा, प्रोग्राम मेमोरी और डेटा मेमोरी के लिए क्रमशः दो अलग बस लाइनें और अलग मेमोरी स्टोरेज हैं। इसके जटिल डिज़ाइन के कारण इसकी कीमत अधिक है।

वॉन न्यूमैन (Von Neumann) (या Princeton) आर्किटेक्चर माइक्रोकंट्रोलर: यह प्रोग्राम और डेटा स्टोरेज के लिए सिंगल मेमोरी का उपयोग करता है। यह विभिन्न कंप्यूटर, डेस्कटॉप और लैपटॉप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला आर्किटेक्चर है। एक इंस्ट्रक्‍शन को पूरा करने के लिए दो मशीन साइकल्‍स की आवश्यकता होती है। इसकी लागत हार्वर्ड आर्किटेक्चर की तुलना में बहुत कम है क्योंकि इसमें एक ही बस का उपयोग किया जाता है और इसका डिज़ाइन भी सरल है।

5. उपयोग किए जाने वाले विभिन्न अन्य प्रकार के माइक्रोकंट्रोलर हैं-

1. PIC Microcontroller:

PIC माइक्रोकंट्रोलर की विशेषताएं हैं-

• कोई इंटरनल ओस्किलेटर नहीं
• DIP पैकेजिंग में 40 पिन IC और I/O के लिए 33 पिन उपलब्ध हैं
• 20 मेगाहर्ट्ज तक एक्सटर्नल क्लॉक का उपयोग करता है क्योंकि कोई इंटरनल क्लॉक नहीं है
• 35 का छोटा इंस्ट्रक्शंस सेट
• ऑपरेटिंग वोल्टेज 4.2v से 5.5v तक होता है।

2. 8051 Microcontroller:

8051 माइक्रोकंट्रोलर की विशेषताएं हैं-

• 8 बिट माइक्रोकंट्रोलर 40 पिन DIP में उपलब्ध है
• प्रोग्राम कोड संग्रहीत करने के लिए 4Kb ऑन-चिप प्रोग्रामेबल ROM
• अस्थायी डेटा स्टोरेज के लिए 128 बाइट्स ऑन-चिप रैम
• DIP पैकेजिंग में 40 पिन IC और I/O के लिए 32 पिन उपलब्ध हैं

3. AVR Microcontroller:

AVR माइक्रोकंट्रोलर की विशेषताएं हैं-

• 8 मेगाहर्ट्ज का इंटरनल ओस्किलेटर
• प्रोग्राम कोड संग्रहीत करने के लिए 1Kb ऑन-चिप प्रोग्रामेबल ROM
• अस्थायी डेटा स्टोरेज के लिए 32Kb ऑन-चिप रैम
• पल्‍स उत्पन्न करने के लिए 4 PWM चैनल
• इसमें तीन टाइमर हैं जिनमें दो 8-बिट टाइमर और एक 16-बिट टाइमर शामिल हैं।

4. ARM Microcontroller:

ARM माइक्रोकंट्रोलर की विशेषताएं हैं-

• 32-बिट RISC प्रोसेसर
• उच्च परफॉरमेंस के साथ ऊर्जा एफ्फिसिएंट
• Cortex M0 प्रोसेसर जो कम कीमत पर कम स्पीड प्रदान करता है
• हार्वर्ड आर्किटेक्चर पर आधारित

5. RENESAS Microcontroller:

RENESAS माइक्रोकंट्रोलर की विशेषताएं हैं-

• CISC हार्वर्ड आर्किटेक्चर पर आधारित
• 8-बिट और 16-बिट माइक्रोकंट्रोलर जबकि RX एक 32-बिट माइक्रोकंट्रोलर है
• कम पॉवर वाला माइक्रोकंट्रोलर RL78 है जबकि RX उच्च परफॉरमेंस और एफिशिएंसी प्रदान करता है
• RX परिवार की RAM 2KB से 128KB के रूप में होती है

👉 यह भी पढ़े: SSD क्या है? 2024 का अल्टीमेट गाइड़

माइक्रोकंट्रोलर के उदाहरण

Examples of Microcontroller in Hindi

यहां सामान्य माइक्रोकंट्रोलर की सूची दी गई है जिनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

1	Analog Devices	19	Redpine Signals
2	Altera	20	Maxim Integrated
3	Espressif Systems	21	Microchip Technology
4	Atmel	22	NEC
5	Freescale Semiconductor	23	National Semiconductor
6	ELAN Microelectronics Corp	24	NXP Semiconductors
7	Cypress Semiconductor	25	Panasonic
8	EPSON Semiconductor	26	Nuvoton Technology
9	Holtek	27	Silicon Laboratories
10	Hyperstone	28	Sony
11	Fujitsu	29	Silicon Motion
12	Intel	30	Texas Instruments
13	Infineon	31	Spansion
14	Lattice Semiconductor	32	STMicroelectronics
15	Rabbit Semiconductor	33	Toshiba
16	Parallax	34	Ubicom
17	Renesas Electronics	35	XMOS
18	Rockwell	36	Xilinx
		37	ZiLOG

माइक्रोकंट्रोलर के एप्लिकेशन

Applications of Microcontroller in Hindi

आजकल आप सभी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसेस में माइक्रोकंट्रोलर पा सकते हैं। कोई भी ऑटोमोबाइल या अन्य डिवाइसेस जो जानकारी को मापता है, कंट्रोल करता है, गणना करता है, संग्रहीत करता है या प्रदर्शित करता है, उसके अंदर एक माइक्रोकंट्रोलर चिप होनी चाहिए।

उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले माइक्रोकंट्रोलर (ऑटोमोबाइल में इंजन और पावर कंट्रोल को कंट्रोल करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले माइक्रोकंट्रोलर)। कई अन्य डिवाइसेस में इसके अंदर माइक्रोकंट्रोलर होते हैं, जैसे कि कीबोर्ड, प्रिंटर, कंप्यूटर माउस, मॉडेम और अन्य पेरिफरेल।

विभिन्न डिवाइसेस में, माइक्रोकंट्रोलर कुछ फीचर्स को जोड़ना आसान बनाते हैं जैसे माप को संग्रहीत करने की शक्ति, यूजर की दिनचर्या को बनाने और संग्रहीत करने और मैसेज और वेवफॉर्म को प्रदर्शित करने की क्षमता।

माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करने वाले विभिन्न अन्य उत्पादों में डिजिटल कैमकोर्डर, ऑप्टिकल प्लेयर, एलसीडी/एलईडी डिस्प्ले यूनिट्स आदि शामिल हैं और ये केवल कुछ उदाहरण हैं।

यहां माइक्रोकंट्रोलर के कुछ एप्लिकेशन इस प्रकार हैं:

• कंस्यूमर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रोडक्ट्स – कोई भी आटोमेटिक घरेलू डिवाइसेस जैसे रोबोट, खिलौने, कैमरा, वॉशिंग मशीन, माइक्रोवेव ओवन, आदि।
• इंस्ट्रुमेंटेशन और प्रोसेस कंट्रोल – मल्टीमीटर, लीकेज करंट टेस्टर, ऑसिलोस्कोप, डेटा अधिग्रहण और कंट्रोल, आदि।
• फायर डिटेक्‍शन- सेक्‍युरिटी अलार्म, सेफ्टी डिवाइसेस, आदि।
• मेडिकल इंस्ट्रूमेंट्स – ECG, एक्यू-चेक आदि जैसी मेडिकलमशीनें।
• कम्युनिकेशन टेक्नोलॉजी – टेलीफोन सेट, सेल फ़ोन, उत्तर देने वाली मशीनें, आदि।
• मल्टीमीडिया एप्लिकेशन – एमपी3 प्लेयर, पीडीए, आदि।
• ऑफिस मशीनें – फैक्स मशीन, प्रिंटर, आदि।
• ऑटोमोबाइल – ऑटो-ब्रेकिंग सिस्टम, स्पीडोमीटर, आदि।

👉 यह भी पढ़े: RAM क्या हैं? रैम के प्रकार, उपयोग, महत्व और आर्किटेक्चर

माइक्रोकंट्रोलर के फायदे और नुकसान

Advantages and Disadvantages of Microcontroller in Hindi

माइक्रोकंट्रोलर के लाभ:

• ऑपरेशन करने के लिए कम समय की आवश्यकता होती है।
• इसका उपयोग करना आसान है, ट्रबलशूटिंग और सिस्टम मेंटेनेंस सीधा है।
• एक ही समय में कई कार्य किए जाते हैं जिससे मानवीय प्रभाव बच जाता है।
• प्रोसेसर चिप बेहद छोटी होती है और कस्‍टमाइज़ेशनशीलता होती है।
• सिस्टम की लागत और आकार कम है।
• अतिरिक्त RAM, ROM और I/O पोर्ट को इंटरफ़ेस करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर सीधा है।
• एक बार माइक्रोकंट्रोलर प्रोग्राम हो जाने के बाद उन्हें दोबारा प्रोग्राम नहीं किया जा सकता है।
• यदि डिजिटल भाग मौजूद न हों तो यह एक माइक्रो कंप्यूटर जैसा दिखेगा।
• छोटा आकार: माइक्रोकंट्रोलर छोटे और कॉम्पैक्ट होते हैं, जो उन्हें छोटे इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसेस और सिस्टम्स में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है।
• कम बिजली की खपत: माइक्रोकंट्रोलर को एनर्जी-एफिशिएंट बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इलेक्ट्रॉनिक डिवाइसेस और सिस्टम्स की बैटरी लाइफ को बढ़ा सकता है।
• लागत प्रभावी: माइक्रोकंट्रोलर आम तौर पर अन्य प्रकार के कंप्यूटर चिप्स की तुलना में कम महंगे होते हैं, जो उन्हें निर्माताओं के लिए लागत प्रभावी विकल्प बना सकता है।
• वास्तविक समय प्रोसेसिंग: माइक्रोकंट्रोलर को रियल टाइम प्रोसेसिंग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो उन डिवाइसेस के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें तेजी से प्रतिक्रिया समय की आवश्यकता होती है, जैसे ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस एप्लिकेशन्स में।

माइक्रोकंट्रोलर के नुकसान:

• इसका उपयोग आमतौर पर माइक्रो डिवाइसेस में किया जाता है।
• इसकी एक जटिल संरचना है
• माइक्रोकंट्रोलर एक बेहतर पावर डिवाइस को सीधे इंटरफ़ेस नहीं कर सकता है।
• एक्‍सीक्‍यूशन की संख्या सीमित है
• चूंकि प्रत्येक माइक्रोकंट्रोलर्स में एनालॉग I/O नहीं होता है, इसलिए संबंधित समस्याएं होती हैं।
• माइक्रोकंट्रोलर पूरक मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्‍टर (CMOS) से बने होते हैं और स्‍टैटिक चार्ज से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।
• सीमित प्रोसेसिंग पॉवर: माइक्रोकंट्रोलर आम तौर पर अन्य प्रकार के कंप्यूटर चिप्स की तुलना में कम शक्तिशाली होते हैं, जो अधिक जटिल कार्यों को संभालने की उनकी क्षमता को सीमित कर सकते हैं।
• सीमित मेमोरी: माइक्रोकंट्रोलर में आमतौर पर सीमित मेमोरी क्षमता होती है, जो उन पर चलने वाले प्रोग्राम के आकार और जटिलता को सीमित कर सकती है।
• सीमित कनेक्टिविटी: माइक्रोकंट्रोलर्स में एक्सटर्नल नेटवर्क या डिवाइस से कनेक्ट करने की क्षमता नहीं हो सकती है, जो उनकी कार्यक्षमता को सीमित कर सकती है।
• सीमित सॉफ़्टवेयर सपोर्ट: अन्य प्रकार के कंप्यूटर चिप्स की तुलना में माइक्रोकंट्रोलर्स के पास सीमित सॉफ़्टवेयर सपोर्ट हो सकता है, जो प्रोग्रामिंग और विकास को अधिक चुनौतीपूर्ण बना सकता है।

माइक्रोप्रोसेर्स और माइक्रोकंट्रोलर्स के बीच क्या अंतर हैं?

Difference Between Microprocessor and Microcontroller in Hindi

माइक्रोकंट्रोलर बनाम माइक्रोप्रोसेसर

माइक्रोकंट्रोलर्स और माइक्रोप्रोसेसरों के बीच अंतर नीचे दिया गया है:

Microcontroller का जिक्र करते समय लोग कभी-कभी “Microprocessor” या “MPU” शब्द का उपयोग करेंगे, लेकिन जरूरी नहीं कि ये दोनों डिवाइस एक ही हों। माइक्रोप्रोसेसर और माइक्रोकंट्रोलर दोनों छोटे, अत्यधिक इंटीग्रेटेड कंप्यूटर सिस्टम के रूप में कार्य करते हैं, लेकिन वे विभिन्न उद्देश्यों की पूर्ति कर सकते हैं।

शब्द “processor” का उपयोग एक ऐसे सिस्टम की पहचान करने के लिए किया जाता है जिसमें एक सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट और (वैकल्पिक रूप से) कुछ मेमोरी होती है; माइक्रोप्रोसेसर एक डिवाइसेस है जो एक सिंगल इंटीग्रेटेड सर्किट के भीतर प्रोसेसर की सभी कार्यक्षमताओं को लागू करता है। तुलनात्मक रूप से, माइक्रोकंट्रोलर अतिरिक्त हार्डवेयर मॉड्यूल पर अधिक जोर देते हैं जो डिवाइस को केवल इंस्ट्रक्शंस को एक्‍सीक्‍यूट करने और डेटा स्‍टोर करने के बजाय सिस्टम को कंट्रोल करने की अनुमति देते हैं।

नीचे दी गई इमेज इस अवधारणा को दर्शाती हैं –

कुल मिलाकर, जब हम अनौपचारिक रूप से बात कर रहे होते हैं या जब हम एक ही शब्द को बार-बार कहने से बचने की कोशिश कर रहे होते हैं, तो Microprocessor और Microcontroller शब्दों का परस्पर उपयोग करना कोई बड़ी समस्या नहीं है। हालाँकि, तकनीकी चर्चा के संदर्भ में, दोनों अवधारणाओं के बीच अंतर बनाए रखना महत्वपूर्ण है।

Microcontroller	Microprocessor
एक माइक्रोकंट्रोलर एक एम्बेडेड सिस्टम का एक हिस्सा है।	माइक्रोप्रोसेसर कंप्यूटर सिस्टम का मुख्य भाग है।
इसमें इंटरनल मेमोरी और I/O कंपोनेंट्स के साथ एक प्रोसेसर है।	इसमें केवल एक मेमोरी है इसलिए इसकी मेमोरी और I/O कंपोनेंट्स को एक्सटर्नल रूप से कनेक्ट करना आवश्यक है
मेमोरी और I/O कंपोनेंट मौजूद हैं, और इंटरनल सर्किट काफी छोटा है।	इसमें मेमोरी और I/O कंपोनेंट एक्सटर्नल रूप से जुड़े होते हैं, इसलिए सर्किट बड़ा हो जाता है।
इसका उपयोग कॉम्पैक्ट सिस्टम में किया जा सकता है।	इसका उपयोग कॉम्पैक्ट सिस्टम में नहीं किया जा सकता
माइक्रोकंट्रोलर की संपूर्ण सिस्‍टम लागत कम है।	माइक्रोप्रोसेसर की संपूर्ण सिस्‍टम लागत अधिक होती है।
इसका उपयोग संग्रहित पॉवर्ड डिवाइसेस में किया जा सकता है क्योंकि इसके एक्सटर्नल कंपोनेंट कम होते हैं और बिजली की खपत कम होती है।	यह बैटरी जैसे संग्रहित पॉवर्ड डिवाइसेस के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि एक्सटर्नल कंपोनेंट्स के कारण बिजली की खपत अधिक होती है।
कई माइक्रोकंट्रोलर पावर-सेविंग मोड प्रदान करते हैं।	कई माइक्रोप्रोसेसरों में पावर-सेविंग मोड नहीं होता है।
माइक्रोकंट्रोलर का एप्लिकेशन व्यापक है क्योंकि इसका उपयोग वॉशिंग मशीन, एमपी3 प्लेयर, ऑटोमोबाइल और एम्बेडेड सिस्टम में किया जाता है।	इसका उपयोग पर्सनल कंप्यूटर के लिए किया जाता है
यह Harvard आर्किटेक्चर पर आधारित है।	यह Von Neumann मॉडल पर आधारित है।
इसमें RAM, ROM और अन्य एक्सटर्नल डिवाइसेस के साथ एक सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट एक चिप पर एम्बेडेड है।	इसमें चिप पर कोई RAM, ROM और अन्य एक्सटर्नल डिवाइसेस नहीं हैं।
ये सिस्टम आर्किटेक्चर के आधार पर 200 मेगाहर्ट्ज या उससे अधिक तक चलते हैं।	ये सिस्टम बहुत तेज़ गति से चल सकते हैं।
इसका उपयोग आमतौर पर एप्लिकेशन-विशिष्ट सिस्टम के लिए किया जाता है।	इसका उपयोग सामान्य प्रयोजन एप्लिकेशन्स के लिए किया जाता है।
यह कम निर्देशों के साथ सरल और कम लागत वाला है।	बड़ी संख्या में निर्देशों के साथ यह जटिल और महंगा है।

👉 यह भी पढ़े: Hybrid Computer क्या हैं? हाइब्रिड कंप्यूटर का अल्टीमेट गाइड

Microcontroller क्‍या हैं? पर अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

FAQ on Microcontroller in Hindi