บทที่ 4 การควบคุมด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ และไมโครอิเล็กทรอนิกส์

4.1 บทนำเข้าสู่ไม่โครอิเล็กทรอนิกส์

      ขอบเขตของ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (Microelectronics) เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา โดยมีการนำเทคโนโลยีดิจิตอลเข้ามาประยุกต์ใช้ในอิเล็กทรอนิกส์ การออกแบบระบบดิจิตอลทำให้เกิดวงจรรวมที่มีความแตกต่างกันเป็นพัน ๆ วงจร ซึ่งได้ถูกสร้างขึ้นมาจากผู้ผลิตทั่วโลก

รูปตัวอย่างอุปกรณ์ และแผงวงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

      การออกแบบ และการผลิตของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ออกมาก็มีมากขึ้น ก่อให้เกิดการประหยัดต้นทุน ส่งผลให้เกิดการเติบโตอย่างมั่นคงถาวรของวงจรรวม ทั้งในด้าน ความเร็ว, ขนาดของการรวมวงจร และการลดต้นทุน จากการออกแบบจนมีการนำมาใช้งาน

      สิ่งที่เห็นได้ชัดก็คือ มันได้แทนที่อุปกรณ์ดั้งเดิม เพื่อใช้แก้ปัญหาอุปกรณ์แบบอนาล็อกแบบเก่า ที่ถูกนำมาใช้เป็นอุปกรณ์ ตัวควบคุม (Controllers), ตัวกรอง (Filters) และตัวกล้ำ กับตัวแยกสัญญาณ ((de)modulators)

      อีกตัวอย่างที่สามารถเห็นได้อย่างชัดเจน ก็คือการนำมาใช้งานในระบบคอมพิวเตอร์จนทำให้ วิทยาการของคอมพิวเตอร์มีการเติบโตก้าวหน้าขึ้น โดยมีการใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เพียงตัวเดียวที่นำมาใช้ในคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊ครุ่นแรก ๆ

      อีกทั้งไมโครคอนโทรลเลอร์แบบนี้ก็ถูกนำมาใช้ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลไอบีเอ็ม (IBM) หรือในคอมพิวเตอร์แบบเมนเฟรมไอบีเอ็ม 370

รูปคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลของไอบีเอ็มรุ่นแรก ๆ

รูปอุปกรณ์ต่าง ๆ เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

      วงจรรวมดิจิตอล มีการออกแบบเพื่อวัตถุประสงค์ในการใช้งานอเนกประสงค์ และถูกสร้างออกมาจำนวนมาก ซึ่งวงจรรวมสมัยใหม่ ก็ยังมีคุณสมบัติใหม่ ๆ เพิ่มขึ้นมามากมาย สิ่งเหล่านี้ได้มาจากประสบการณ์การออกแบบก่อนหน้านี้ ส่งผลทำให้มีการใช้งานได้ง่ายยิ่งขึ้นในการเข้าถึง และควบคุม

      ตัวแปรของแผงวงจรรวม ไม่เพียงแต่มีอิทธิพลต่อการออกแบบเฉพาะงานเท่านั้น มันยังสามารถรวมวงจรทั้งหมดให้ทำงานอย่างสอดคล้องภายในตัวของมัน ส่วนแผนงานการพัฒนาในอนาคตของเทคโนโลยีไอซี ซึ่งมีการอัพเดตกันอยู่ทุก ๆ ปี

รูปแผงวงจรรวม

      จากแผนงาน ทำให้เราสามารถประมาณการของค่าตัวแปรของไอซีในอนาคต และสามารถปรับเปลี่ยนตามการออกแบบที่ต้องการในอนาคต การเติบโตที่สัมพันธ์กันของจำนวนทรานซิสเตอร์โดยรวมในชิปที่ค่อนข้างมีความเสถียร

      ในกรณีของอุปกรณ์หน่วยความจำ มันมีค่า ประมาณ 1.5 เท่าของจำนวนกระแส ส่วนในกรณีอื่น ๆ ของดิจิตอลวงจรรวม มันมีค่าเท่ากับประมาณ 1.35 เท่าของจำนวนกระแส

      ในดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์ เราใช้ปริมาณที่เรียกว่า ค่าตรรกะ หรือลอจิก (Logical values) แทนปริมาณอนาล็อกของแรงดัน และกระแสไฟฟ้า ตัวแปรลอจิกมักจะสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณ

      แต่พวกมันมีเพียงสองค่าเท่านั้น คือ ค่าล็อก (Log) 1 และล็อก 0 ถ้าหากกระบวนการวงจรดิจิตอลตัวแปรลอกจิก เป็นค่าที่ถูกต้องได้รับการยอมรับ เพราะว่าระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าลอจิกมีช่องว่าง (Gap)

เราสามารถปรับปรุงอย่างไม่มีกฏเกณฑ์โดยความละเอียดของสัญญาณ เพียงแค่มีบิตที่มากขึ้น

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

ร่วมน้อมรำลึกถึง คำพ่อสอน เพื่อใช้เป็นแนวทางในการดำเนินชีวิต

“คนเราอยู่คนเดียวไม่ได้

จะต้องอยู่เป็นหมู่คณะ และถ้าหมู่คณะนั้นมีความสามัคคี

 คือเห็นอกเห็นใจซึ่งกันและกัน ช่วยเหลือในทุกเมื่อ

ช่วยกันคิดว่าสิ่งใดควร สิ่งใดไม่สมควร

สิ่งใดที่จะทำให้นำมาสู่ความเจริญ

ความมั่นคง ความสุขก็ทำ

สิ่งใดที่นำมาซึ่งหายนะหรือเสียหายก็เว้น

และช่วยกันปฏิบัติทั้งหน้าที่ทางกายทั้งหน้าที่ทางใจ”

พระราชดำรัสของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ในพิธีพระราชทานธงประจำรุ่นลูกเสือชาวบ้าน จังหวัดสระบุรี
๑๖ เมษายน ๒๕๑๙

ขอน้อมส่งพระองค์สู่สวรรคาลัย

ด้วยเกล้าด้วยกระหม่อมขอเดชะ