Katra elektroniskā ierīce, ko mēs izmantojam ikdienas dzīvē, ir veidota ar elektrisko un elektronikas projekti ķēdes. Šīs elektriskās unelektronikashēmas var veidot, izmantojot dažādas tehnoloģijas, piemēram, vakuumucaurules- tehnoloģija, tranzistora tehnoloģija, integrētās shēmas vai IC tehnoloģija, mikroprocesoru tehnoloģija unmikrokontrolleristehnoloģija. Šīs tehnoloģijas var ieviest, izmantojot atsevišķus elektriskos un elektroniskos komponentus, integrētās shēmas, mikroprocesorus un mikrokontrollerus. Šajā rakstā mēs apspriedīsim par labāko tehnoloģiju iegultām sistēmām starp IC tehnoloģijām un progresīvu IC tehnoloģiju, piemēram, mikrokontrolleru IC tehnoloģiju. Bet, pirmkārt, pirms turpināt darbu, mums jāzina, kas ir IC tehnoloģija unmikrokontrollerisIC tehnoloģija.
Iegultās sistēmas tehnoloģijas
IC tehnoloģija
Iepriekšējās dienās iegultās sistēmas ierīces tika projektētas, izmantojot vakuuma caurules, tās būtu ļoti lielākas un dārgākas. Pirmo punktu kontakttranzistoru John Labardeen un Valters Brattain izstrādāja Bell Labs 1947. gadā. Tad tranzistoru izgudrojums ir samazinājis un aizstājislielgabarīta dārgsvakuuma caurulesdatoridizainparaugiem. Pēc tamtranzistoriizmantošana samazināja ķēžu lielumu, jo šie tranzistori ir mazāka izmēra, ekonomiski, ātrāka veiktspējas, uzticami un patērē ļoti maz enerģijas. Kontūrasbūvētizmantojot tranzistorus un citus diskrēti elektroniskie komponenti tiek saukti par diskrētām ķēdēm.
IC tehnoloģija
Projektēšanā tika veiktas revolucionāras izmaiņas elektriskās unelektronikaķēdes un datori ar integrēto shēmu vai IC tehnoloģiju izgudrojumu. Integrētās shēmas ir ļoti maza izmēra, ļoti uzticamas, ekonomiskākās un ļoti vienkārši lietojamas. Šis IC tehnoloģijas jēdziens tika ieviests 1958. gadā, un šī IC tehnoloģija miniaturizēja daudzus elektriskos un elektroniskos sīkrīkus, piemēram, mobilos tālruņus, klēpjdatorus, datorus un daudzas citas ierīces. Integrēto shēmu var definēt kā akomplektselektronisko shēmu, kas integrētas mazā pusvadītāju materiāla plāksnē, ko parasti sauc par silīcija mikroshēmu. Katrs IC var būt ļoti kompakts, saturot ļoti daudz miljardu tranzistoru un citu komponentu ļoti mazā platībā.
IC tehnoloģiju paaudzes
Ir dažādas integrēto shēmu paaudzes, klasificēts, pamatojoties uznumuruno tranzistoriem izmanto integrētās shēmas mikroshēmās. Tie ir: maza mēroga integrācija (SSI), integrētās shēmas, kas satur dažus desmitus tranzistoru. 1960. gados bija vērojama vidēja mēroga integrācija (MSI), integrālās shēmas mikroshēmas, kas satur simtiem tranzistoru. In1970. gadi tur bija lielimēroga integrācija (LSI), kur katrā mikroshēmā ir integrēti desmitiem tūkstošu tranzistoru. 1980. gados bija ļoti liela mēroga integrācija (VLSI), kur katrā mikroshēmā ir integrēti simtiem tūkstošu tranzistoru. Turklāt tiek izstrādāta īpaši liela mēroga integrācija (ULSI), integrēta vairāk nekā miljons tranzistoru vienā mikroshēmā, vafeļu mēroga integrācija (WSI), sistēma uz mikroshēmas (SOC) un trīsdimensiju integrētās shēmas (3D-IC). Integrētās shēmas, piemēram, 555timer IC, 741 operāciju pastiprinātāji, CMOS, NMOS, BICMOS tehnoloģija un tā tālāk tiek uzskatīti par praktiskiem IC tehnoloģijas piemēriem.
IC veidi
Ir dažādi integrēto shēmu veidi piemēram, ADC, DAC, pastiprinātāji, enerģijas pārvaldības IC, pulksteņa un taimera IC un interfeisa IC, kas tiek izmantotipriekšdažādas iegulto sistēmu lietojumprogrammas.
IC tehnoloģijas pielietošana
Saules lādiņa kontrolieris, izmantojot Edgefxkits.com IC tehnoloģiju
Nav-mikrokontrollerispamatojoties saules lādiņa kontrolieris projekts ir vienkāršs IC tehnoloģijas pielietojums. Šajā projektā tiek panākts kontrolēts uzlādes mehānisms, lai izvairītos no zemas uzlādes,virs maksasun dziļas izlādes apstākļi, neizmantojotmikrokontrolleris. Kopums operatīvie pastiprinātāji tiek izmantotikā paneļa sprieguma un slodzes strāvas monitoringa salīdzinātājinepārtraukti. Indikācijai izmanto zaļās un sarkanās gaismas diodes. Zaļās gaismas diodes tiek izmantotas, lai norādītu pilnībā uzlādētu akumulatora stāvokli, un uzlādētu vai pārslogotu vai dziļas izlādes apstākļus norāda sarkanās gaismas diodes.
Saules lādiņa kontroliera shēma, izmantojot Edgefxkits.com IC tehnoloģiju
Jaudas pusvadītāju slēdzis MOSFETtiek izmantots, lai nogrieztuslodze, ja sarkanās gaismas diode norāda akumulatora uzlādes līmeni vai pārslodzes stāvokli. Ja zaļas gaismas diodesnorādītpilnībā uzlādētsakumulatoru, tad saules enerģija tiek apieta ar manekena slodzi ķēdē, izmantojot tranzistoru. Tādējādi akumulators ir aizsargātsformāpār uzlādēšanu. Šo projektu var vēl vairāk uzlabot, izmantojot a GSM modems unmikrokontrolleris- lai sasniegtu Saules sistēmas sakarus un vadības telpu, lai uzraudzītusistēmā.
MikrokontrollerisIC
Mikrokontrolleris ir uzlabota mikroshēma vai integrētā shēma, kas ir apvienota ar papildu perifērijas ierīcēm. Programmas izstrāde un izmantošana iegultās sistēmas ” lietojumprogrammas pieaug- progresējot tādas IC tehnoloģijas kā mikroprocesoru tehnoloģija unmikrokontrolleristehnoloģija. Tranzistoru tehnoloģijas, IC tehnoloģiju trūkumi tika samazināti ar progresīvajām IC tehnoloģiju mikroprocesoru un mikrokontrolleru tehnoloģijām. Mikroprocesors integrē datora centrālā procesora (CPU) funkcijas vienā vai dažās integrētās shēmās. A mledus kontrolierisvienību var uzskatīt par amazs datorsuz vienas integrālās shēmas, kas sastāv no maza centrālā procesora, kristāla oscilatora, taimeriem, sargsuņa un analogā I / O. Ir dažāda veida reģistri, pārtraukumi, kas tiek izmantoti dažiem konkrētiem uzdevumiem.Mikrokontrolleriir dažāda veida, piemēram, AVR mikrokontrolleris, PIC mikrokontrolleris utt. Bet parasti 8051mikrokontrolleris IC tiek izmantots lielākajai daļai iegulto sistēmu lietojumprogrammu.
8051 mikrokontrolleris
Ja mēs izmantojam IC tehnoloģiju, tad, lai veiktu dažus uzdevumus iegultās sistēmās, ir nepieciešami vairāki diskrētu komponentu skaits. Ja mēs izmantojam uzlabotas IC tehnoloģijas, piemēram,mikrokontrolleristehnoloģiju, tad, vienkārši uzrakstot dažas vienkāršas programmēšanas līnijas, mēs varam veikt vairākus uzdevumus. Tādējādinumurudiskrēto komponentu gadījumā shēmu izmēru, sarežģītību un izmaksas var samazināt iegultās sistēmās, izmantojotmikrokontrolleristehnoloģija.
Mikrokontrolleru tehnoloģijas pielietošana
Saules lādiņa kontrolieris, izmantojot mikrokontrolleru, ir a tipisks pielietojums mikrokontrolleris uzlabotas ICtehnoloģija. Lai efektīvi izmantotu saules enerģiju, tiek izmantots apgaismojums ar saules enerģijusistēmas, ieskaitotSaules laternas, saules ielu apgaismojums un saules māju un dārzu apgaismojuma sistēmas tiek izmantotas gan laukos, gan pilsētās. Saules enerģijas sistēma galvenokārt sastāv no četriem galvenajiemsastāvdaļas: fotoelementumodulis, uzlādējams akumulators, slodzes un saules uzlādes kontrolieris.
Saules lādiņa kontrolieris, izmantojot mikrokontrolleru tehnoloģiju
Saules enerģijas sistēmas blokshēma ar četriem galvenajiem blokiem, izmantojotmikrokontrolleristehnoloģija ir parādīta attēlā. Starp šiem četriem komponentiem apsveriet saules lādiņa kontrolieri, izmantojot mikrokontrolleru, kam ir galvenā loma saules enerģijas sistēmas kopējās veiktspējas palielināšanā. Aparatūras komponenti, ko izmantosaules lādiņa kontroliera ķēdeir AT89C2051mikrokontrolleris, sērijas ADC0831, sprieguma regulators IC7805 , strāvas pusvadītāju slēdzis MOSFET, LCD displejs, uzlādējama baterija, uzlādes kontrole, krēslas līdz rītausmai sensors un slodzes kontrole.
Akumulatorstiek izmantots, lai nodrošinātu 5 V līdzstrāvas regulētu barošanu, lai aktivizētumikrokontrolleriskas tiek izmantots, lai uzraudzītu akumulatora spriegumu, izmantojot ADC.Spriegums0V-20V tiek samazināts līdz V-5V, izmantojot potenciāla dalītāju ar rezistora izvietojumu, kas izveidots ADC tapā 2, un šīs vērtības tiek parādītas LCD displejā. Izmantojot paralēlo regulēšanas paņēmienu, uzlādes strāvai ir atļauts ieplūstakumulatoruun pārtrauc akumulatora uzlādi, ja akumulators ir pilnībā uzlādēts. Pamatojoties uz ievades signāliem, kas saņemti no krēslas līdz rītausmas sensoram,mikrokontrollerispārslēdz uzlādes vai slodzes releju. TheLCD displejsvadamikrokontrollerislai parādītu uzlādes ziņojumu.
Saules lādiņa kontroliera shēma, izmantojot mikrokontrolleru tehnoloģiju
Jaakumulatoruir pilnībā uzlādēts (līdz14V), tadstafetetiek aktivizēts, izmantojot MOSFET, lai pārtrauktu uzlādi. Pēc tam tiks palaists 5 minūšu taimerispēc mikrokontrollerisun LCD parāda ziņojumu kā pilnu akumulatoru. Ja šis taimeris ir pagājis, tadakumulatorutiek atkal savienots ar saules paneli ar releju, un tādējādi saules lādēšanas strāva tiek impulsēta tik ilgi, kamērsaules spriegumsir klāt. Jasaules paneļa spriegumsnokrīt zemāk zenera diode spriegumsno krēslas līdz rītausmai sensora , tadmikrokontrollerissaņem signālu no krēslas līdz rītausmai sensora, pēc tam ar MOSFET aktivizē slodzi, un LCD displejā tiek parādīts paziņojums par slodzi ON. Jaspriegumsnokrītas zem 10V no krēslas līdz rītausmai sensora, tadmikrokontrollerisizslēdz slodzi caurMOSFET.
Labākā tehnoloģija iegultām sistēmām
Šajā rakstā agrāk IC tehnoloģija unmikrokontrollerisIC tehnoloģija kopā ar to piemēriem,veidi, un praktiski piemērošanamikrokontrolleris un IC tehnoloģija iegulto sistēmu lietojumprogrammas ir īsumā apspriesti. Iepriekš aprakstītais saules lādiņa kontrolieris ar bijušo IC tehnoloģiju un progresīvu IC tehnoloģiju, piemēram,mikrokontrollerisIC tehnoloģija parāda atšķirības starp abām tehnoloģijām. Un tas arī parāda, ka abas tehnoloģijas joprojām tiek izmantotas, pamatojoties uz prasību. Abām tehnoloģijām ir dažas priekšrocības un trūkumi, kamēr tās izmanto iegultās sistēmās.
IC tehnoloģija samazināja ķēžu izmēru, salīdzinot ar ķēdes izmēru, kas izveidots, izmantojot atsevišķus komponentus. UzlabotsmikrokontrollerisIC tehnoloģija samazina ķēžu lielumu, aizstājot daudzas integrētās shēmas ķēdē ar vienumikrokontrolleru IC. Tādējādi ķēžu izmaksas ar IC tehnoloģiju ir mazākas nekā diskrētās vai tranzistora tehnoloģijas.MikrokontrollerisIC tehnoloģiju shēmu izmaksas ir mazākas, salīdzinot ar shēmām, kas izstrādātas ar IC tehnoloģiju. Līdzīgi vairākiem parametru skaitiemmikrokontrollerisiegultām sistēmām ir vēlama tehnoloģija, salīdzinot ar IC tehnoloģiju un diskrēto komponentu vai tranzistoru tehnoloģiju.
Iegulto sistēmu lietojumprogrammas, izmantojot dažādas tehnoloģijas
Attēlsšovi iegulto sistēmu lietojumprogrammas izstrādāts ar dažādām tehnoloģijām. Dažām īpašām iegulto sistēmu lietojumprogrammām priekšroka ir IC tehnoloģijai nekāmikrokontrolleristehnoloģija. Bet lielākā daļa iegulto sistēmu lietojumprogrammu tiek izmantotasmikrokontrolleristehnoloģija, jo tā ir progresīvāka un tai ir vairāk priekšrocību salīdzinājumā ar IC tehnoloģiju. Turklāt, izvēloties, tiks sniegta tehniska palīdzība no Edgefx tehnoloģijāmtehnoloģijajūsu akadēmiskā projekta darbs pamatojoties uz jūsu interesi par iegultām sistēmām.
