Wie funktioniert ein Mikrocontroller?

Ein Mikrocontroller ist ein kleiner Computer auf einem einzigen integrierten Schaltkreis (IC), der für die Steuerung von Geräten und Prozessen verwendet wird. Er besteht aus mehreren Komponenten, darunter:

1. **CPU (Central Processing Unit)**: Die zentrale Verarbeitungseinheit führt die Berechnungen und logischen Operationen aus.

2. **Speicher**: Mikrocontroller haben typischerweise zwei Arten von Speicher:
- **RAM (Random Access Memory)**: Temporärer Speicher für Daten, die während der Ausführung von Programmen benötigt werden.
- **ROM (Read-Only Memory)** oder **Flash-Speicher**: Permanenter Speicher für das Programm, das der Mikrocontroller ausführt.

3. **Eingangs- und Ausgangsports (I/O-Ports)**: Diese Ports ermöglichen die Kommunikation mit anderen Geräten, Sensoren oder Aktuatoren. Sie können digitale oder analoge Signale verarbeiten.

4. **Peripheriegeräte**: Viele Mikrocontroller enthalten integrierte Peripheriegeräte wie Timer, ADCs (Analog-Digital-Wandler) und Kommunikationsschnittstellen (z.B. UART, SPI, I2C), die die Funktionalität erweitern.

**Funktionsweise**:
- Der Mikrocontroller führt ein Programm aus, das in seinem Speicher gespeichert ist. Dieses Programm besteht aus einer Reihe von Anweisungen, die die CPU nacheinander abarbeitet.
- Er empfängt Eingaben über die I/O-Ports, verarbeitet diese Daten gemäß dem Programm und gibt entsprechende Ausgaben zurück.
- Mikrocontroller werden häufig in eingebetteten Systemen eingesetzt, wie z.B. in Haushaltsgeräten, Automobilen, Robotern und vielen anderen Anwendungen, wo sie spezifische Aufgaben automatisieren und steuern.

Die Programmierung erfolgt in der Regel in Sprachen wie C oder Assembler, und es gibt viele Entwicklungsumgebungen, die die Programmierung und das Testen erleichtern.