İnsanoğlu üretim sürecine kolaylık sağlaması amacıyla yüzlerce yıl önce makine kullanımına başladı. Bununla birlikte makine kontrolü ve üretim takibi, zaman alan ve emek verilmesi gereken bir iştir. Denetim kavramı insan-makine etkileşiminin bir payı içermektedir. Makinelerin denetimiyle daha verimli hale geldi dolaysıyla endüstriyel ürünlerinin ucuzlamasına ve yaşam kalitesinin artmasına neden oldu. Denetim kavramı insan-makine etkileşiminin bir payı içermektedir. İnsan- Makine etkileşiminin bir payı olan denetim kavramı; makineye yapılacak işi tanıtarak ve nasıl yapacağı konusunda fiziksel bir ara yüz oluşturmaktan geçiyor. Bu sayede mekanik yapılar kolayca denetlenebiliyor. İçinde bulunduğumuz son çeyrek yüzyılda teknolojinin gelişmesiyle birlikte endüstriyel makineler ve elektronik otomasyon sistemleri daha sık görülmektedir. Elektronik otomasyon sayesinde istenilen veriler cihaza geri yüklenebilmekte ve cihaz iş akışında kararlar alabilmektedir. Böylece, endüstriyel üretimde çok fazla insan gücüne ihtiyaç duymadan daha kolay üretim elde edebilir ve üretim çeşidi arttırılabilir.

Endüstriyel ortamda programlanabilen iş akışlarında, gömülü sistem yazılımı içeren mikroişlemciler dediğimiz donanımlar üzerinde kolaylıkla değişiklik yapılabilir. Mikroişlemcilerin maliyetinin yüksek olması ve çevre birimlerine ihtiyaç duyması ile birlikte tümleşik devrelerin tasarımına ihtiyaç duyulabilir. Bu tümleşik devrelerin küçük, uygun fiyatlı, kullanımı kolay ve açık kod kaynaklı olması sebebiyle maliyetin düşmesini sağlayabilir. Bunlar 1970' li yıllardan bu yana mikro denetleyici olarak adlandırılmaktadır. Mikro işlemcilerden bahsedecek olursak;

Mikroişlemci Nedir? 

CPU (Central Process Unite ) Merkezi İşlem Ünitesi; verileri birimler arasında aktarmak, işlemek, kullanılan verileri geçici ya da kalıcı olarak saklamak gibi işlemleri, aritmetik ve mantık işlemlerinin yapıldığı işlemleri denetleyen ve yönlendiren birimlerdir. Mikro İşlemciler milyonlarca transistorun ve kapasitörün bir araya getirilmesi ile kurulur. Bir işlemci kontrol birimi ile ALU (Aritmetik Logic Unite ) biriminden oluşur.

Mikroişlemci Nasıl Çalışır?

Bir mikro işlemcinin işlemleri yerine getirebilmesi için harici ünitelere ihtiyacı vardır. Bunlar; Giriş ünitesi, Çıkış ünitesi, Bellek ünitesi (hafıza)

Öncelikle işlemcinin nasıl ve hangi adımlarla çalışacağını bilmesi için işlemcinin her aşamasını anlatan bir program yazmak gerekir, programı yazıldıktan sonra ROM (Read Only Memory) yani sadece okunabilir hafıza içinde kaydedilir. İlk kez enerji verildiğinde belli hatlar üzerinden işlemci ROM'a ne yapacağını sorar, kodları teker teker ROM'dan okuyarak komutları yerine getirir. Bunun yanı sıra işlemcilerin çalışırken hafızada verileri geçici olarak tutması gerekir. O yüzden hızlı ve dijital olmalıdır, bu dijital hafıza RAM (Random Access Memory-Rastgele erişimli hafıza)denilir. Bu işlemleri yaparken dışı dünya erişimi giriş- çıkış portları aracılığıyla gerçekleşmektedir. Bunlar ekran- fare- klavye-yazıcı sayılabilir. Son olarak Mikroişlemci ile çevre birimleriyle oluşturduğu yapıya bilgisayar denir, işlemci çevre birimleri ile bağlantı kurulursa kullanılabilir, basit bir tasarım oluşturmak bile zor olacaktır ve maliyetin artmasına neden olacaktır.

Mikro denetleyici Nedir? 

Programlamaya uygun olan mikro denetleyicilerin içlerine eklenen çevre birimleri ve özellikle sensor teknolojisinin avantajlı fiyatlara gelmesiyle birlikte (ısı, gaz, nem, pusula, gps, hareket ölçer vb. ) sistemin akıllı olmasını sağlamaktadır.

Mikro denetleyici: İçerisinde hafızası, işlemcisi ve programlanabilir giriş-çıkış ara yüzleri olan bütünleşmiş devrelerdir. İşlevine ve çalışacağı projeye göre özellikler değişebilir. Büyük hafıza gerektiren projelerde daha büyük hafızayı sahip mikro denetleyiciler tercih edilir. Mikro denetleyiciler çalıştırılabilir bir haleye gelmesi için bir yazılım dili kullanılmalıdır. Yazılımı tanımlamamız gerekirse, algoritmanın makine için anlamlı ve çalıştırılabilir hali olarak tanımlanabilir. Örneğin; trafik lambası algoritmasının bilgisayar kodlarıyla yazılmış, çalıştırılabilir haline yazılım denir.                                                                                                                     

Yazılım dili kullanılan mikro denetleyiciye göre farklılık gösterebilir. Bazı mikro denetleyicilerde Basic + Fortran gibi basit dili kullanılır. C, C++, Java gibi karmaşık dilleri kullanan mikro denetleyiciler vardır. Bu tarz mikro denetleyicilerin kullanıldığı ve gömülü sistem ismiyle anılan sistemlerde genellikle C, C++ diller, tercih edilir.  

Programlama Ara yüzü: 

             Mikro denetleyicilerin çalışması ve gereken yazılımı hafızasına aktarabilmek için bir donanım ara yüzüne ihtiyaç vardır. Bu donanım ara yüzleri genellikle USB veya RS232 bağlantısıyla ile bilgisayara bağlanan elektronik kartlardır. Her mikro denetleyicinin kendine has bir yazılım ara yüzü vardır. Bu ara yüzler açık kaynaklı ve uygun fiyatlı olabileceği gibi; kapalı kaynak kodlu & lisanslı ve daha maliyeti yüksek de olabilir. Bu sebeple son zamanlarda robot çalışmalar yaygın olmaktadır. Programlama ara yüzü üretim ve Ar-Ge maliyetleri için göz önünde bulundurulması gereken unsurlardan biridir. 

Mikro denetleyici ve Mikroişlemcilerin Farkları:

Neden Mikro denetleyici?

Tümleşik devrelerin teknolojisi sayesinde hobi sever, programcılar, mühendisler tarafından birçok kolaylık sağladığı için giderek yaygınlaşmaktadır. Mikro denetleyicilerin çevre birimleri ile bağlandığında bir mikrobilgisayar oluşturmaktadır. Harvard mimarisi ile tasarımlandıktan sonra bilgisayarlardan daha hızlı ve güvenli olmaktadır. Buna ek olarak mikro denetleyiciler küçük, taşınabilir, ucuz özellikleri sayesinde ürün geliştirme ve prototip yapılması için herkese uygundur. Bu yüzden son yıllarda robotik uygulamaları ve yeni buluşları hızla artmaktadır.