Mikrokontrolleru veidi un to pielietojums

Mikrokontrolleris ir viena mikroshēma, un to apzīmē ar μC vai uC. Tā kontrolierim izmantotā ražošanas tehnoloģija ir VLSI. Mikrokontrollera alternatīvais nosaukums ir iegultais kontrolieris. Pašlaik tirgū ir dažādi mikrokontrolleru veidi, piemēram, 4 bitu, 8 bitu, 64 bitu un 128 bitu. Tas ir saspiests mikrodators, ko izmanto, lai kontrolētu iegultās sistēmas funkcijas robotos, biroja mašīnās, mehāniskajos transportlīdzekļos, sadzīves tehnikā un citos elektroniskajos sīkrīkos. Dažādi mikrokontrollerā izmantotie komponenti ir procesors, perifērijas ierīces un atmiņa. Tos galvenokārt izmanto dažādās elektroniskajās ierīcēs, kurām ir nepieciešams zināms vadības līmenis, ko piešķir ierīces operators. Šajā rakstā ir apskatīts mikrokontrolleru veidu un to darbības pārskats.

Kas ir mikrokontrolleris?

Mikrokontrolleris ir mazs, lēts un autonoms dators ar mikroshēmu, ko var izmantot kā iegulto sistēmu. Daži mikrokontrolleri var izmantot četru bitu izteiksmes un strādāt pie pulksteņa frekvences, kas parasti ietver:

• 8 vai 16 bitu mikroprocesors.
• Nedaudz RAM.
• Programmējams ROM un zibatmiņa.
• Paralēlā un sērijveida I / O.
• Taimeri un signālu ģeneratori.
• Analogs uz digitālo un digitālais uz analogo pārveidošanu

Mikrokontrolleriem parasti ir vajadzīgas mazjaudas prasības, jo daudzas ierīces, ko tie vada, darbojas ar akumulatoru. Mikrokontrollerus izmanto daudzās sadzīves elektronikā, automašīnu dzinējos, datoru perifērijas ierīcēs un testēšanas vai mērīšanas iekārtās. Un tie ir labi piemēroti ilgstošām akumulatora lietojumprogrammām. Mūsdienās izmantoto mikrokontrolleru dominējošā daļa tiek implantēta citos aparātos.

Darbojas mikrokontrolleri

Mikrokontrollera mikroshēma ir ātrgaitas ierīce, taču salīdzinājumā ar datoru tā ir lēna. Tādējādi katra instrukcija tiks izpildīta mikrokontrollerī ar lielu ātrumu. Kad barošana ir ieslēgta, kvarca oscilators tiks aktivizēts, izmantojot vadības loģikas reģistru. Dažas sekundes, jo tiek izstrādāta agrīna sagatavošanās, parazītu kondensatori tiks uzlādēti.

Kad sprieguma līmenis sasniedz visaugstāko vērtību, oscilatora frekvence pārvēršas par stabilu bitu rakstīšanas procesu, izmantojot īpašus funkciju reģistrus. Viss notiek, pamatojoties uz oscilatora CLK, un vispārējā elektronika sāks darboties. Tas viss aizņem ārkārtīgi maz nanosekundes.

Mikrokontrollera galvenā funkcija ir tā, ka to var uzskatīt par patstāvīgām sistēmām, kas izmanto procesora atmiņu. Tās perifērijas ierīces var izmantot kā 8051 mikrokontrolleru. Kad mikrokontrolleri, kas pašlaik tiek izmantoti, tiek iekļauti cita veida mašīnās, piemēram, tālruņu ierīcēs, automašīnās un datorsistēmu perifērijas ierīcēs.

Mikrokontrolleru tipu pamati

Jebkura elektriskā ierīce, ko izmanto informācijas glabāšanai, mērīšanai un attēlošanai, citādi mēra tajā esošo mikroshēmu. Mikrokontrollera pamatstruktūrā ir dažādas sastāvdaļas.

Procesors

Mikrokontrolleru sauc par CPU ierīci, ko izmanto datu pārnēsāšanai un atšifrēšanai un galu galā efektīvi izpilda piešķirto uzdevumu. Izmantojot centrālo procesoru, visi mikrokontrolleru komponenti ir savienoti ar konkrētu sistēmu. Instrukcijas, kas iegūtas caur programmējamo atmiņu, var dekodēt, izmantojot centrālo procesoru.

Atmiņa

Mikrokontrollerī atmiņas mikroshēma darbojas kā mikroprocesors, jo tajā tiek glabāti visi dati, kā arī programmas. Mikrokontrolleri ir izstrādāti ar zināmu RAM / ROM / zibatmiņas daudzumu, lai saglabātu programmas avota kodu.

I / O porti

Būtībā šīs porti tiek izmantoti, lai citādi vadītu dažādas ierīces, piemēram, LED, LCD, printerus utt.

Seriālie ostas

Sērijveida porti tiek izmantoti, lai nodrošinātu sērijveida saskarnes starp mikrokontrolleru, kā arī daudzām citām perifērijas ierīcēm, piemēram, paralēlo portu.

Taimeri

Mikrokontrolierī ietilpst taimeri, pretējā gadījumā skaitītāji. Tos izmanto, lai pārvaldītu visas laika kontrolēšanas un skaitīšanas operācijas mikrokontrollerī. Galvenā skaitītāja funkcija ir skaitīt ārpus impulsus, turpretī ar taimeri veiktās darbības ir pulksteņa funkcijas, impulsu ģenerēšana, modulācijas, frekvences mērīšana, svārstību veikšana utt.

ADC (analogais uz ciparu pārveidotājs)

ADC ir analogā cipara pārveidotāja saīsinājums. ADC galvenā funkcija ir mainīt signālus no analogā uz digitālo. ADC gadījumā nepieciešamie ieejas signāli ir analogi, un digitālā signāla ražošana tiek izmantota dažādās digitālajās lietojumprogrammās, piemēram, mērīšanas ierīcēs

DAC (digitālais uz analogo pārveidotāju)

DAC saīsinājums ir ciparu analogais pārveidotājs, ko izmanto, lai veiktu reversās funkcijas ADC. Parasti šo ierīci izmanto, lai pārvaldītu analogās ierīces, piemēram, līdzstrāvas motorus utt.

Interpretēt vadību

Šis kontrolieris tiek izmantots, lai nodrošinātu aizkavētu vadību palaistai programmai, un interpretācija ir vai nu iekšēja, citādi ārēja.

Īpašais funkcionālais bloks

Daži īpaši mikrokontrolleri, kas paredzēti īpašām ierīcēm, piemēram, robotiem, kosmosa sistēmām, ietver īpašu funkciju bloku. Šajā blokā ir papildu pieslēgvietas, lai veiktu noteiktas darbības.

Kā tiek klasificēti mikrokontrolleru veidi?

Mikrokontrollerus raksturo kopnes platums, instrukciju kopa un atmiņas struktūra. Vienai un tai pašai ģimenei var būt dažādas formas ar dažādiem avotiem. Šajā rakstā tiks aprakstīti daži galvenie mikrokontrolleru veidi, par kuriem jaunāki lietotāji, iespējams, nezina.

Mikrokontrollera veidi ir parādīti attēlā, tos raksturo to biti, atmiņas arhitektūra, atmiņa / ierīces un instrukciju kopa. Apspriedīsim to īsi.

Mikrokontrolleru veidi

Mikrokontrolleru veidi pēc bitu skaita

Mikrokontrollera biti ir 8 biti, 16 biti un 32 biti mikrokontrolleri.

In 8 bitu mikrokontrolleris, punkts, kad iekšējā kopne ir 8 bitu, tad ALU veic aritmētiskās un loģiskās darbības. 8 bitu mikrokontrolleru piemēri ir Intel 8031/8051, PIC1x un Motorola MC68HC11 saimes.

The 16 bitu mikrokontrolleris nodrošina lielāku precizitāti un veiktspēju, salīdzinot ar 8 bitu. Piemēram, 8 bitu mikrokontrolleri var izmantot tikai 8 bitus, kā rezultātā katram ciklam tiek noteikts galīgais diapazons 0 × 00 - 0xFF (0–255). Turpretim 16 bitu mikrokontrolieriem ar to bitu datu platumu diapazons ir 0 × 0000 - 0xFFFF (0-65535) katram ciklam.

Ilgāka taimera ārkārtējā vērtība var izrādīties noderīga noteiktās lietojumprogrammās un ķēdēs. Tas var automātiski darboties ar diviem 16 bitu numuriem. Daži 16 bitu mikrokontrolleru piemēri ir 16 bitu MCU ir paplašinātas 8051XA, PIC2x, Intel 8096 un Motorola MC68HC12 saimes.

The 32 bitu mikrokontrolleris izmanto 32 bitu instrukcijas, lai veiktu aritmētiskās un loģiskās darbības. Tos izmanto automātiski kontrolējamās ierīcēs, tostarp implantējamās medicīnas ierīcēs, dzinēja vadības sistēmās, biroja mašīnās, ierīcēs un cita veida iegultās sistēmās. Daži piemēri ir Intel / Atmel 251 saime, PIC3x.

Mikrokontrolleru veidi atbilstoši atmiņas ierīcēm

Atmiņas ierīces ir sadalītas divos veidos

• Iegultās atmiņas mikrokontrolleris
• Ārējās atmiņas mikrokontrolleris

Iegultās atmiņas mikrokontrolleris : Ja iegultā sistēmā ir mikrokontrolleru bloks, kuram visi mikroshēmā pieejamie funkcionālie bloki tiek saukti par iegulto mikrokontrolleru. Piemēram, 8051, kam ir programmas un datu atmiņa, I / O porti, seriālā komunikācija, skaitītāji un taimeri, kā arī pārtraukumi mikroshēmā, ir iegults mikrokontrolleris.

Ārējās atmiņas mikrokontrolleris : Ja iegultā sistēmā ir mikrokontrolleru bloks, kuram nav visu mikroshēmā pieejamo funkcionālo bloku, sauc par ārējās atmiņas mikrokontrolleru. Piemēram, 8031 ​​mikroshēmā nav programmas atmiņas, tas ir ārējās atmiņas mikrokontrolleris.

Mikrokontrolleru veidi atbilstoši instrukciju kopai

CISC : CISC ir sarežģīts instrukciju komplekts. Tas ļauj programmētājam izmantot vienu instrukciju daudzu vienkāršāku instrukciju vietā.

RISKS : RISC nozīmē Reduced Instruction Set Computer, šāda veida instrukciju komplekti samazina mikroprocesora dizainu nozares standartiem. Tas ļauj katrai instrukcijai darboties jebkurā reģistrā vai izmantot jebkuru adresēšanas režīmu un vienlaikus piekļūt programmai un datiem.

Piemērs CISC un RISC

No iepriekš minētā piemēra RISC sistēmas saīsina izpildes laiku, samazinot instrukcijas pulksteņa ciklus, un CISC sistēmas saīsina izpildes laiku, samazinot instrukciju skaitu katrā programmā. RISC nodrošina labāku izpildi nekā CISC.

Mikrokontrolleru veidi atbilstoši atmiņas arhitektūrai

Mikrokontrolleru atmiņas arhitektūra ir divu veidu, proti:

• Hārvardas atmiņas arhitektūras mikrokontrolleris
• Prinstonas atmiņas arhitektūras mikrokontrolleris

Hārvardas atmiņas arhitektūras mikrokontrolleris : Punkts, kad mikrokontrolleru blokam ir atšķirīga atmiņas adreses vieta programmai un datu atmiņai, mikrokontrollerim procesorā ir Hārvardas atmiņas arhitektūra.

Prinstonas atmiņas arhitektūras mikrokontrolleris : Punkts, kad mikrokontrollerim ir kopēja atmiņas adrese programmas atmiņai un datu atmiņai, mikrokontrollerim procesorā ir Princeton atmiņas arhitektūra.

Mikrokontrolleru veidi

Ir dažādi mikrokontrolleru veidi, piemēram, 8051, PIC, AVR, ARM,

Mikrokontrolleris 8051

Tas ir 40 kontaktu mikrokontrolleris ar 5 V Vcc, kas savienots ar tapu 40, un Vss pie tapas 20, kas tiek turēts 0 V. Ir arī ieejas un izejas porti no P1.0 - P1.7 un kuriem ir atvērta aizplūšanas funkcija. Port3 ir papildu funkcijas. Pin36 ir atvērts drenāžas stāvoklis, un pin17 ir iekšēji uzvilkis tranzistoru mikrokontrollera iekšpusē.

Kad mēs izmantojam 1. loģiku 1. portā, tad 1. loģiku iegūst 21. portā un otrādi. Mikrokontrollera programmēšana ir ļoti sarežģīta. Būtībā mēs rakstām programmu C valodā, kas pēc tam tiek pārveidota mašīnvalodā, kuru saprot mikrokontrolleris.

RESET tapa ir savienota ar pin9, savienota ar kondensatoru. Kad slēdzis ir ieslēgts, kondensators sāk uzlādēt un RST ir augsts. Pieliekot augstu atiestatīšanas tapai, mikrokontrolleris tiek atiestatīts. Ja šai tapai lietojam loģisko nulli, programma sāk izpildi no sākuma.

8051. gada atmiņas arhitektūra

8051. gada atmiņa ir sadalīta divās daļās. Tie ir programmas atmiņa un datu atmiņa. Programmu atmiņa saglabā izpildāmo programmu, savukārt datu atmiņa uz laiku saglabā datus un rezultātus. 8051 ir izmantots plašā ierīču skaitā, galvenokārt tāpēc, ka to ir viegli integrēt ierīcē. Mikrokontrollerus galvenokārt izmanto enerģijas pārvaldībā, skārienekrānā, automašīnās un medicīnas ierīcēs.

Programmas atmiņa 8051

Un

8051 datu atmiņa

8051 mikrokontrollera tapas apraksts

Piespraude 40: Vcc ir galvenais + 5V DC strāvas avots.

20. tapa: Vss - tas apzīmē zemes (0 V) savienojumu.

Tapas 32-39: Pazīstams kā ports 0 (P0.0 līdz P0.7), kas kalpo kā I / O ports.

Pin-31: Adreses fiksatora iespējošana (ALE) tiek izmantota, lai demultipleksētu 0 porta adreses un datu signālu.

Piespraude 30: (EA) Ārējās piekļuves ieeja tiek izmantota, lai iespējotu vai atspējotu ārējās atmiņas saskarni. Ja nav nepieciešama ārējā atmiņa, šī tapa vienmēr tiek turēta augstu.

29. tapa: Programmu iespējošana (PSEN) tiek izmantota, lai nolasītu signālus no programmas ārējās atmiņas.

Tapas - 21-28: Pazīstams kā 2. ports (no P 2.0 līdz P 2.7) - papildus tam, ka tas darbojas kā I / O ports, augstākas kārtas adrešu kopnes signāli tiek multipleksēti ar šo gandrīz divvirzienu portu.

18. un 19. tapas: Izmantots ārējo kristālu saskarnēm, lai nodrošinātu sistēmas pulksteni.

10. - 17. tapas: Šis ports arī kalpo dažām citām funkcijām, piemēram, pārtrauc, taimera ievade, vadības signāli ārējās atmiņas saskarnei Lasīšana un rakstīšana. Šī ir gandrīz divvirzienu osta ar iekšēju pievilkšanu.

9. tapa: Tā ir RESET tapa, ko izmanto, lai 8051 mikrokontrollerus iestatītu uz sākotnējām vērtībām, kamēr mikrokontrolleris darbojas vai lietojumprogrammas sākotnējā sākumā. 2 mašīnas cikliem RESET tapai jābūt augstai.

1. - 8. tapas: Šī osta nepilda citas funkcijas. 1. ports ir gandrīz divvirzienu I / O ports.

Renesas mikrokontrolleris

Renesas ir jaunākā automobiļu mikrokontrolleru saime, kas piedāvā augstas veiktspējas funkcijas ar ārkārtīgi mazu enerģijas patēriņu plašā un daudzpusīgā priekšmetu klāstā. Šis mikrokontrolleris piedāvā bagātīgu funkcionālo drošību un iebūvētos drošības raksturlielumus, kas nepieciešami jaunām un modernām automobiļu lietojumprogrammām. Mikrokontrollera centrālā procesora galvenā struktūra atbalsta augstas uzticamības un augstas veiktspējas prasības.

RENESAS mikrokontrollera pilnā forma ir “Renaissance Semiconductor for Advanced Solutions”. Šie mikrokontrolleri piedāvā vislabāko veiktspēju mikroprocesoriem, kā arī mikrokontrolleriem, lai tiem būtu labas veiktspējas īpašības, kā arī ļoti zems enerģijas patēriņš, kā arī ciets iepakojums.

Šim mikrokontrollerim ir milzīga atmiņas ietilpība, kā arī spraudnis, tāpēc tos izmanto dažādās automobiļu vadības lietojumprogrammās. Populārākās mikrokontrolleru grupas ir RX, kā arī RL78, pateicoties to augstajai veiktspējai. RENESAS RL78, kā arī RX ģimenes mikrokontrolleru galvenās iezīmes ietver šādas.

• Šajā mikrokontrollerā izmantotā arhitektūra ir CISC Harvard arhitektūra, kas nodrošina augstu veiktspēju.
• RL78 saime ir pieejama gan 8 bitu, gan 16 bitu mikrokontrolleros, turpretī RX saime ir 32 bitu mikrokontrolleris.
• RL78 ģimenes mikrokontrolleris ir mazjaudas mikrokontrolleris, turpretī RX saime nodrošina augstu efektivitāti, kā arī veiktspēju.
• RL78 ģimenes mikrokontrolleris ir pieejams no 20 līdz 128 tapām, turpretī RX saimi var iegūt 48 kontaktu mikrokontrollerī ar 176 kontaktu iepakojumu.
• RL78 mikrokontrollerim zibatmiņa svārstās no 16 KB līdz 512 KB, savukārt RX saimei tā ir 2 MB.
• RX ģimenes mikrokontrollera RAM ir no 2KB līdz 128KB.
• Renesas mikrokontrolleris, kas piedāvā mazu jaudu, augstu veiktspēju, pieticīgus iepakojumus un lielāko atmiņas izmēru klāstu, apvienojumā ar raksturīgajām perifērijas ierīcēm.

Renesas mikrokontrolleri

• Renesas piedāvā vispusīgākās mikrokontrolleru saimes pasaulē, piemēram, mūsu RX saime piedāvā daudzu veidu ierīces ar atmiņas variantiem, sākot no 32K zibspuldzes / 4K RAM līdz neticami 8M zibspuldzei / 512K RAM.
• RX 32 bitu mikrokontrolleru saime ir funkcijām bagāta, universāla MCU, kas aptver plašu iegulto vadības programmu klāstu ar ātrgaitas savienojamību, digitālo signālu apstrādi un invertora vadību.
• RX mikrokontrolleru saime izmanto 32 bitu uzlaboto Hārvardas CISC arhitektūru, lai sasniegtu ļoti augstu veiktspēju.

Piespraudes apraksts

Renesas mikrokontrollera tapu izvietojums parādīts attēlā:

Renesas mikrokontrolleru tapu diagramma

Tas ir 20 kontaktu mikrokontrolleris. 9. tapa ir Vss, zemējuma tapa un Vdd, strāvas padeves tapa. Tam ir trīs dažādi pārtraukumi, kas ir normāls pārtraukums, ātrs pārtraukums, ātrgaitas pārtraukums.

Normal pārtrauc nozīmīgo reģistru glabāšanu kaudzītē, izmantojot push un pop instrukcijas. Ātrie pārtraukumi tiek automātiski saglabāti programmu skaitītāja un procesora statusa vārdos īpašos rezerves reģistros, tāpēc reakcijas laiks ir ātrāks. Ātrgaitas pārtraucēji piešķir līdz četriem vispārīgajiem reģistriem īpašam lietojumam pēc pārtraukuma, lai vēl vairāk palielinātu ātrumu.

Iekšējās kopnes struktūra nodrošina 5 iekšējās kopnes, lai nodrošinātu datu apstrādes palēnināšanos. Instrukciju ielādes notiek caur plašu 64 bitu kopni, tāpēc CISC arhitektūrās izmantoto mainīgā garuma instrukciju dēļ.

RX mikrokontrolleru funkcijas un priekšrocības

• Zems enerģijas patēriņš tiek realizēts, izmantojot daudzkodolu tehnoloģiju
• Atbalsts 5V darbībai rūpniecības un ierīču projektēšanai
• Mērogojamība no 48 līdz 145 tapām un no 32 KB līdz 1 MB zibatmiņai, iekļaujot 8 KB datu zibatmiņu
• Integrēta drošības funkcija
• Integrēts bagātīgs funkciju kopums, kurā ietilpst 7 UART, I2C, 8 SPI, salīdzinātāji, 12 bitu ADC, 10 bitu DAC un 24 bitu ADC (RX21A), kas samazinās sistēmas izmaksas, integrējot lielāko daļu funkciju

Renesas mikrokontrollera pielietošana

• Rūpnieciskā automatizācija
• Sakaru lietojumprogrammas
• Motora vadības lietojumi
• Pārbaude un mērījumi
• Medicīniski pielietojumi

AVR mikrokontrolleri

AVR mikrokontrolleru ir izstrādājuši Alf-Egil Bogen un Vegard Wollan no korporācijas Atmel. AVR mikrokontrolleri ir modificēta Hārvardas RISC arhitektūra ar atsevišķām datu un programmu atmiņām, un AVR ātrums ir liels, salīdzinot ar 8051 un PIC. AVR apzīmē TO lf-Egils Bogens un V egards Volans R ISC procesors.

Atmel AVR mikrokontrolleris

Atšķirība starp 8051 un AVR kontrolieriem

• 8051 ir 8 bitu kontrolleri, kuru pamatā ir CISC arhitektūra, AVR ir 8 bitu kontrolieri, kuru pamatā ir RISC arhitektūra
• 8051 patērē vairāk enerģijas nekā AVR mikrokontrolleris
• 8051. gadā mēs varam viegli programmēt nekā AVR mikrokontrolleris
• AVR ātrums ir lielāks nekā mikrokontrollerim 8051

AVR kontrolieru klasifikācija

AVR mikrokontrolleri tiek iedalīti trīs tipos:

• TinyAVR - mazāk atmiņas, mazs izmērs, piemērots tikai vienkāršākām lietojumprogrammām
• MegaAVR - šie ir vispopulārākie, kuriem ir pietiekami daudz atmiņas (līdz 256 KB), lielāks iebūvēto perifērijas ierīču skaits un piemērots vidēji smagām vai sarežģītām lietojumprogrammām
• XmegaAVR - komerciāli izmantots sarežģītām lietojumprogrammām, kurām nepieciešama liela programmas atmiņa un liels ātrums

AVR mikrokontrollera iezīmes

• 16KB sistēmā programmējama zibspuldze
• 512B sistēmā programmējama EEPROM
• 16 bitu taimeris ar papildu funkcijām
• Vairāki iekšējie oscilatori
• Iekšējā, pašprogrammējamā zibatmiņa līdz 256K
• Sistēmā programmējama, izmantojot ISP, JTAG vai augstsprieguma metodes
• Pēc izvēles sāknēšanas koda sadaļa ar neatkarīgiem bloķēšanas bitiem aizsardzībai
• Sinhronās / asinhronās sērijveida perifērijas ierīces (UART / USART)
• Seriālās perifērās saskarnes kopne (SPI)
• Universāls seriālais interfeiss (USI) divu / trīs vadu sinhronai datu pārsūtīšanai
• Sargsuņa taimeris (WDT)
• Vairāki enerģijas taupīšanas miega režīmi
• 10 bitu A / D pārveidotāji ar multipleksu līdz 16 kanāliem
• CAN un USB kontroliera atbalsts
• Zemsprieguma ierīces, kas darbojas līdz 1,8 V

Ir daudz AVR ģimenes mikrokontrolleru, piemēram, ATmega8, ATmega16 utt. Šajā rakstā mēs apspriežam mikrokontrolleru ATmega328. ATmega328 un ATmega8 ir savietojami IC, bet funkcionāli tie ir atšķirīgi. ATmega328 zibatmiņa ir 32 kB, bet ATmega8 - 8 kB. Citas atšķirības ir papildu SRAM un EEPROM, tapu maiņas pārtraukumu pievienošana un taimeri. Dažas no ATmega328 funkcijām ir:

ATmega328 iezīmes

• 28 kontaktu AVR mikrokontrolleris
• Flash programmas atmiņa 32 kabaiti
• EEPROM datu atmiņa 1 baiti
• SRAM datu atmiņa 2 kt
• Ieejas / izejas tapas ir 23
• Divi 8 bitu taimeri
• A / D pārveidotājs
• Sešu kanālu PWM
• Iebūvēts USART
• Ārējais oscilators: līdz 20MHz

ATmega328 tapas apraksts

Tas nāk ar 28 kontaktu DIP, kas parādīts zemāk redzamajā attēlā:

AVR mikrokontrolleru tapu shēma

Vcc: Digitālais barošanas spriegums.

GND: Zeme.

B osta: B ports ir 8 bitu divvirzienu I / O ports. B porta tapas tiek trīsreiz noteiktas, kad atiestatīšanas nosacījums kļūst aktīvs vai viens, pat ja pulkstenis nedarbojas.

C ports: C ports ir 7 bitu divvirzienu I / O ports ar iekšējiem pievilkšanas rezistoriem.

PC6 / ATIESTATĪT

D osta: Tas ir 8 bitu divvirzienu I / O ports ar iekšējiem pievilkšanas rezistoriem. D porta izejas buferi sastāv no simetriskiem piedziņas raksturlielumiem.

AVcc: AVcc ir ADC barošanas sprieguma tapa.

AREF: AREF ir analogais ADC atsauces tapa.

AVR mikrokontrollera pielietojums

Ir daudz AVR mikrokontrolleru lietojumu, kurus tie izmanto mājas automatizācijā, skārienekrānā, automašīnās, medicīnas ierīcēs un aizsardzībā.

PIC mikrokontrolleris

PIC ir perifērās saskarnes kontrolieris, kuru 1993. gadā izstrādāja vispārējā instrumenta mikroelektronika. To kontrolē programmatūra. Tos varētu ieprogrammēt, lai veiktu daudzus uzdevumus un kontrolētu paaudzes līniju un daudz ko citu. PIC mikrokontrolleri atrod ceļu jaunās lietojumprogrammās, piemēram, viedtālruņos, audio piederumos, video spēļu perifērijas ierīcēs un modernās medicīnas ierīcēs.

Ir daudz PIC, kas sākas ar PIC16F84 un PIC16C84. Bet tie bija vienīgie pieejamie zibspuldzes attēli. Mikroshēma nesen ir ieviesusi zibspuldzes ar daudz pievilcīgākiem veidiem, piemēram, 16F628, 16F877 un 18F452. 16F877 ir aptuveni divas reizes lielāks nekā vecajam 16F84, taču tam ir astoņas reizes lielāks koda lielums, daudz vairāk RAM, daudz vairāk I / O tapu, UART, A / D pārveidotājs un daudz kas cits.

PIC mikrokontrolleris

PIC16F877 iezīmes

Pic16f877 funkcijas ietver šādas.

• Augstas veiktspējas RISC CPU
• Līdz 8K x 14 vārdiem FLASH programmas atmiņas
• 35 instrukcijas (fiksēta garuma kodējums - 14 bitu)
• 368 × 8 statiskā RAM atmiņa
• Līdz 256 x 8 baiti EEPROM datu atmiņas
• Pārtraukšanas iespēja (līdz 14 avotiem)
• Trīs adresācijas režīmi (tiešs, netiešs, relatīvs)
• Ieslēgšanas atiestatīšana (POR)
• Hārvardas arhitektūras atmiņa
• Enerģijas taupīšanas SLEEP režīms
• Plašs darba sprieguma diapazons: no 2,0 V līdz 5,5 V
• Augsta izlietnes / avota strāva: 25mA
• Uz akumulatora balstīta mašīna

Perifērijas funkcijas

3 taimeri / skaitītāji (programmējami pirmsskalāri)

• Timer0, Timer2 ir 8 bitu taimeris / skaitītājs ar 8 bitu pirmsskalāru
• Taimeris1 ir 16 bitu, miega laikā to var palielināt, izmantojot ārēju kristālu / pulksteni

Divi uztveršanas, salīdzināšanas, PWM moduļi

• Ievades uztveršanas funkcija reģistrē Timer1 skaitu uz pin pārejas
• PWM funkcijas izeja ir kvadrātveida vilnis ar programmējamu periodu un darba ciklu.

10 bitu 8 kanālu analog-ciparu pārveidotājs

USART ar 9 bitu adreses noteikšanu

Sinhronais seriālais ports ar galveno režīmu un I2C Master / Slave

8 bitu paralēlais vergu ports

Analogās funkcijas

• 10 bitu līdz 8 kanālu analogais-ciparu pārveidotājs (A / D)
• Brown-out Reset (BOR)
• Analogais salīdzinātāja modulis (Programmējama ievades multipleksēšana no ierīces ieejām un salīdzinājuma izejām ir pieejama ārēji)

PIC16F877A tapas apraksts

PIC16F877A tapas apraksts ir apspriests tālāk.

PIC priekšrocības

• Tas ir RISC dizains
• Tā kods ir ārkārtīgi efektīvs, ļaujot PIC darboties ar parasti mazāk atmiņas nekā tā lielākie konkurenti
• Tas ir zemas izmaksas, liels pulksteņa ātrums

PIC16F877A tipiska pielietojuma shēma

Zemāk esošā shēma sastāv no lampas, kuras pārslēgšanu kontrolē, izmantojot PIC mikrokontrolleru. Mikrokontrolleris ir saskarnē ar ārēju kristālu, kas nodrošina pulksteņa ievadi.

PIC16F877A mikrokontrolleru lietojumprogramma

PIC ir arī saskarne ar spiedpogu, un, nospiežot spiedpogu, mikrokontrolleris attiecīgi nosūta augstu signālu uz tranzistora pamatni, lai ieslēgtu tranzistoru un tādējādi nodrošinātu pareizu savienojumu ar releju, lai to ieslēgtu un ļauj maiņstrāvai pāriet uz lukturi, un tādējādi lampa spīd. Operācijas statuss tiek parādīts LCD saskarnē ar PIC mikrokontrolleru.

MSP mikrokontrolleris

Tāds mikrokontrolleris kā MSP430 ir 16 bitu mikrokontrolleris. Termins MSP ir saīsinājums no “Jaukta signāla procesora”. Šī mikrokontrolleru saime ir ņemta no Texas Instruments un paredzēta zemām izmaksām, kā arī zemas jaudas izkliedēšanas sistēmām. Šajā kontrolierī ietilpst 16 bitu datu kopne, adresēšanas režīmi-7 ar samazinātu instrukciju kopu, kas ļauj blīvāku, īsāku programmēšanas kodu, kas tiek izmantots ātrai veiktspējai.

Šis mikrokontrolleris ir viena veida integrētā shēma, ko izmanto programmu izpildei citu mašīnu vai ierīču vadīšanai. Tā ir viena veida mikro ierīce, ko izmanto citu mašīnu vadīšanai. Šī mikrokontrollera iezīmes parasti ir pieejamas ar cita veida mikrokontrolleru.

• Pilnīga SoC, piemēram, ADC, LCD, I / O porti, RAM, ROM, UART, sargsuņa taimeris, pamata taimeris utt.
• Tas izmanto vienu ārējo kristālu, un FLL (ar frekvenci bloķētas cilpas) oscilators galvenokārt iegūst visus iekšējos CLK
• Katrai instrukcijai enerģijas patēriņš ir zems, piemēram, 4,2 nW
• Stabils ģenerators visbiežāk izmantotajām konstantēm, piemēram, –1, 0, 1, 2, 4, 8
• Parasti liels ātrums ir 300 ns katrai instrukcijai, piemēram, 3,3 MHz CLK
• Adresācijas režīmi ir 11, kur septiņi adresācijas režīmi tiek izmantoti avota operandiem un četri adresācijas režīmi tiek izmantoti galamērķa operandam.
• RISC arhitektūra ar 27 galvenajām instrukcijām

Reālā laika jauda ir pilna, stabila, un nominālā sistēmas CLK frekvence ir pieejama pēc 6 pulksteņiem tikai tad, kad MSP430 ir atjaunots no mazjaudas režīma. Attiecībā uz galveno kristālu nav jāgaida, lai sāktu stabilizēties un svārstīties.

Galvenās instrukcijas tika apvienotas, izmantojot īpašas funkcijas, lai padarītu programmu vieglu MSP430 mikrokontrollerī, izmantojot montētāju citādi C, lai nodrošinātu izcilu funkcionalitāti, kā arī elastību. Piemēram, pat izmantojot zemu instrukciju skaitu, mikrokontrolleris spēj izpildīt aptuveni visu instrukciju kopu.

Hitachi mikrokontrolleris

Hitachi mikrokontrolleris pieder H8 ģimenei. Tāds nosaukums kā H8 tiek izmantots lielā 8 bitu, 16 bitu un 32 bitu mikrokontrolleru saimē. Šie mikrokontrolleri tika izstrādāti, izmantojot Renesas Technology. Šī tehnoloģija tika dibināta Hitachi pusvadītājos 1990. gadā.

Motorola mikrokontrolleris

Motorola mikrokontrolleris ir ļoti integrēts mikrokontrolleris, ko izmanto datu apstrādes procesam ar augstu veiktspēju. Šī mikrokontrollera vienība izmanto SIM (sistēmas integrācijas modulis), TPU (laika apstrādes vienība) un QSM (rindas modulis).

Mikrokontrolleru tipu priekšrocības

Mikrokontrolleru veidu priekšrocības ietver šādas.

• Uzticams
• Atkārtoti lietojams
• Energoefektīvas
• Rentabla
• Atkārtoti lietojams
• Darbībai nepieciešams mazāk laika
• Tie ir elastīgi un ļoti mazi
• To augstās integrācijas dēļ var samazināt sistēmas lielumu un izmaksas.
• Mikrokontrollera saskarne ir vienkārša, izmantojot papildu ROM, RAM un I / O porti.
• Var veikt daudzus uzdevumus, tāpēc var mazināt cilvēka iedarbību.
• Tas ir vienkārši lietojams, problēmu novēršana un sistēmas uzturēšana ir vienkārša.
• Tas darbojas kā mikrodators bez digitālām detaļām

Mikrokontrolleru tipu trūkumi

Mikrokontrolleru tipu trūkumi ir šādi.

• Programmēšanas sarežģītība
• Elektrostatiskā jutība
• Saskarne ar lieljaudas ierīcēm nav iespējama.
• Tā struktūra ir sarežģītāka, salīdzinot ar mikroprocesoriem.
• Parasti to lieto mikroprogrammās
• Tas vienkārši veic nepilnīgu nē. izpildi vienlaicīgi.
• To parasti izmanto mikroprīkojumos
• Tam ir sarežģītāka struktūra, salīdzinot ar mikroprocesoru
• Mikrokontrolleris nevar tieši saskarni savienot ar lielākas jaudas ierīci
• Tas vienlaicīgi izpildīja tikai ierobežotu skaitu nāvessodu

Mikrokontrolleru tipu pielietojums

Mikrokontrollerus galvenokārt izmanto iegultām ierīcēm, atšķirībā no mikroprocesoriem, kurus personālajos datoros izmanto citādi citās ierīcēs. Tos galvenokārt izmanto dažādās ierīcēs, piemēram, implantējamās medicīniskajās ierīcēs, elektroinstrumentos, dzinēju vadības sistēmās automašīnās, mašīnās, kuras izmanto birojos, ierīcēm, kuras kontrolē ar tālvadības pulti, rotaļlietām utt.

• Vieglās automašīnas
• Rokas mērīšanas sistēmas
• Mobilie tālruņi
• Datorsistēmas
• Drošības trauksmes signāli
• Ierīces
• Pašreizējais skaitītājs
• Kameras
• Mikro krāsns
• Mērinstrumenti
• Ierīces procesa kontrolei
• Izmanto mērīšanas un mērīšanas ierīcēs, voltmetrā, rotējošu objektu mērīšanā
• Ierīču vadība
• Rūpnieciskās instrumentācijas ierīces
• Instrumentu ierīces nozarēs
• Gaismas uztveršana
• Drošības ierīces
• Procesu vadības ierīces
• Vadības ierīces
• Ugunsgrēka atklāšana
• Temperatūras uztveršana
• Mobilie tālruņi
• Automobili
• Veļas mašīnas
• Kameras
• Drošības trauksmes signāli

Tādējādi tas ir viss mikrokontrolleru veidu pārskats . Šie mikrokontrolleri ir vienas mikroshēmas mikrodatori, un tā izgatavošanai izmantotā tehnoloģija ir VLSI. Tos sauc arī par iegultiem kontrolieriem, kas ir pieejami 4 bitu, 8 bitu, 64 bitu un 128 bitu versijās. Šī mikroshēma ir paredzēta dažādu iegulto sistēmu funkciju kontrolei. Šeit ir jautājums jums, kāda ir atšķirība starp mikroprocesoru un mikrokontrolleru?