Vai jūs zināt, kā izvēlēties labāko mikrokontrolleru mikrokontrolleru balstītiem projektiem? Pareiza mikrokontrollera izvēle konkrētai lietojumprogrammai ir viens no vissvarīgākajiem lēmumiem, kas kontrolē uzdevuma veiksmi vai neveiksmi.
Ir dažādi mikrokontrolleru veidi pieejams, un, ja esat izlēmis, kuru sēriju izmantot, varat viegli sākt savu iegultās sistēmas dizainu. Lai pareizi izvēlētos, inženieriem ir jābūt saviem kritērijiem.
Šajā rakstā mēs apspriedīsim galvenos apsvērumus, izvēloties mikrokontrolleru.
Mikrokontrolleri iegulto sistēmu projektēšanai
Daudzos gadījumos cilvēki tā vietā, lai iegūtu detalizētas zināšanas par piemērotu mikrokontrolleru projektam, cilvēki nejauši izvēlas mikrokontrolleru. Tā tomēr ir slikta ideja.
Galvenā prioritāte mikrokontrollera izvēlē ir informācija par sistēmu, piemēram, blokshēma, blokshēma un ieejas / izejas perifērijas ierīces.
Šeit ir 7 galvenie veidi, kas jāievēro, lai nodrošinātu pareizā mikrokontrollera izvēli.
Mikrokontrollera bitu izvēle
Mikrokontrolleri ir pieejami ar dažādu bitu pārraides ātrumu, piemēram, 8 bitu, 16 bitu un 32 bitu ātrumu. Bitu skaits attiecas uz datu līniju lielumu, kas ierobežo datus. Labākā mikrokontrollera izvēle iegultās sistēmas projektēšanai, kas ir svarīgi bitu izvēles ziņā. Mikrokontrollera veiktspēja palielinās līdz ar bitu lielumu.
8 bitu mikrokontrolleri :
8 bitu mikrokontrolleri
8 bitu mikrokontrolleriem ir 8 datu līnijas, kas vienlaikus var nosūtīt un saņemt 8 bitu datus. Tam nav papildu funkciju, piemēram, sērijveida sakaru lasīšana / rakstīšana utt. Tās ir veidotas ar mazāku mikroshēmu atmiņu skaitu, tāpēc tiek izmantotas mazākām lietojumprogrammām. Tie ir pieejami par lētākām izmaksām. Tomēr, ja jūsu projekta sarežģītība palielinās, dodieties uz citu augstāku bitu mikrokontrolleru.
16 bitu mikrokontrolleris:
16 bitu mikrokontrolleris
16 bitu kontrolieriem ir 16 datu līnijas, kas vienlaikus var nosūtīt un saņemt 16 bitu datus. Tam nav papildu funkciju salīdzinājumā ar 32 bitu kontrolleriem. Tas ir tāds pats kā 8 bitu mikrokontrolleris, taču tam ir pievienotas dažas papildu funkcijas.
16 bitu mikrokontrollera veiktspēja ir ātrāka nekā 8 bitu kontrolieriem, un tā ir rentabla. Tas ir piemērots mazākām lietojumprogrammām. Tā ir uzlabota 8 bitu mikrokontrolleru versija.
32 bitu mikrokontrolleris :
32 bitu mikrokontrolleris
32 bitu mikrokontrolleriem ir 32 datu līnijas, kuras tiek izmantotas 32 bitu datu sūtīšanai un saņemšanai vienlaikus. 32 mikrokontrolleriem ir dažas papildu nākotnes iespējas, piemēram, SPI, I2C, peldošā komata vienības un ar procesu saistītās funkcijas.
32 bitu mikrokontrolleri ir veidoti ar maksimālu mikroshēmu atmiņu diapazonu un tāpēc tiek izmantoti lielākām lietojumprogrammām. Veiktspēja ir ļoti ātra un rentabla. Tie ir uzlabota 16 bitu mikrokontrolleru versija.
Mikrokontrolleru ģimenes izvēle
Ir vairāki pārdevēji, kas ražo dažādas mikrokontrolleru arhitektūras. Tādējādi katram mikrokontrollerim ir unikāls instrukciju un reģistru komplekts, un divi mikrokontrolleri nav līdzīgi viens otram.
Programma vai kods, kas rakstīts vienam mikrokontrollerim, nedarbosies otrā mikrokontrollerī. Dažādiem uz mikrokontrolleru balstītiem projektiem ir vajadzīgas dažādas mikrokontrolleru saimes.
Dažādas mikrokontrolleru ģimenes ir 8051 ģimene, AVR ģimene, ARM ģimene, PIC ģimene un daudzi citi.
AVR mikrokontrolleru ģimene
AVR mikrokontrolleru saime
AVR mikrokontrolleris pieņem instrukciju lielumu 16 biti vai 2 baiti. Tas sastāv no zibatmiņas, kurā ir 16 bitu adrese. Šeit instrukcijas tiek glabātas tieši.
AVR mikrokontrolleri-ATMega8, ATMega32 tiek plaši izmantoti.
PIC mikrokontrolleru saime
PIC mikrokontrolleru saime
Katra PIC mikrokontrolleris pieņem 14 bitu instrukcijas. Zibatmiņā var saglabāt 16 bitu adresi. Ja pirmie 7 biti tiek nodoti zibatmiņā, atlikušos bitus var saglabāt vēlāk.
Tomēr, ja tiek nodoti 8 biti, atlikušie 6 biti tiek izšķiesti. Viegli sakot, tas faktiski ir atkarīgs no ražošanas pārdevējiem.
Tādējādi procesā ir ļoti svarīgi izvēlēties atbilstošu mikrokontrolleru saimi iegultās sistēmas projektēšanai.
Mikrokontrollera arhitektūras izvēle
Termins “arhitektūra” definē perifērijas ierīču kombināciju, ko izmanto uzdevumu veikšanai. Uz mikrokontrolleru balstītiem projektiem ir divu veidu mikrokontrolleru arhitektūra.
No Neimaņa arhitektūras
Fon Nīmaņa arhitektūra ir pazīstama arī kā Prinstonas arhitektūra. Šajā arhitektūrā CPU sazinās ar vienu datu un adrešu kopni, uz RAM un ROM. CPU vienlaikus ienes instrukcijas no RAM un ROM.
Fon-Neimaņa arhitektūra
Šīs instrukcijas tiek izpildītas secīgi, izmantojot vienu kopni, un tāpēc katras instrukcijas izpilde prasa vairāk laika. Tādējādi mēs varam teikt, ka Von Newman arhitektūras process ir ļoti lēns.
Hārvardas arhitektūra
Hārvardas arhitektūrā CPU ir divas atsevišķas kopnes, tās ir adrešu kopnes un datu kopnes, lai sazinātos ar RAM un ROM. Centrālais procesors ielādē un izpilda instrukcijas no RAM un ROM atmiņām, izmantojot atsevišķu datu kopni un adrešu kopni. Tāpēc katras instrukcijas izpilde prasa mazāk laika, padarot šo arhitektūru ļoti populāru.
Hārvardas arhitektūra
Tādējādi jebkuram iegultās sistēmas projektam labākais mikrokontrolleris lielākoties ir tas, kuram ir Hārvardas arhitektūra.
Instrukcija Mikrokontrollera izvēle
Instrukciju kopums ir pamatnorādījumu kopums, piemēram, aritmētiskais, nosacītais, loģiskais utt., Kurus izmanto, lai veiktu pamatdarbības mikrokontrollerī. Mikrokontrolleru arhitektūra darbojas, pamatojoties uz instrukciju kopu.
Visiem uz mikrokontrolleru balstītajiem projektiem ir pieejami mikrokontrolleri, kuru pamatā ir RISC vai CISC instrukciju kopa.
RISC balstīta arhitektūra
RISC nozīmē saīsinātu instrukciju komplekta datoru. RISC komandu kopa veic visas aritmētiskās, loģiskās, nosacītās Būla darbības vienā vai divos instrukciju ciklos. RISC instrukciju kopas diapazons ir<100.
RISC balstīta arhitektūra
RISC bāzes mašīna izpilda instrukcijas ātrāk, jo nav mikrokoda slāņa. RISC arhitektūra satur īpašas slodzes krātuves darbības, kuras tiek izmantotas datu pārvietošanai no iekšējiem reģistriem un atmiņas.
RISC mikroshēma tiek izgatavota ar mazāku tranzistoru skaitu, tāpēc izmaksas ir zemas. Jebkuram iegultās sistēmas projektam galvenokārt dod priekšroku RISC mikroshēmai.
CISC balstīta arhitektūra
CISC apzīmē sarežģītu instrukciju kopu datoru. CISC komandu kopai nepieciešami četri vai vairāk instrukciju cikli, lai izpildītu visas aritmētiskās, loģiskās, nosacītās un Būla instrukcijas. CISC instrukciju kopas diapazons ir> 150.
CISC balstīta arhitektūra
CISC bāzes mašīna izpilda instrukcijas lēnāk nekā RISC arhitektūra, jo šeit instrukcijas pirms to izpildes tiek pārvērstas mazos koda izmēros.
Mikrokontrollera atmiņas izvēle
Atmiņas atlase ir ļoti svarīga, izvēloties labāko mikrokontrolleru, jo sistēmas veiktspēja ir atkarīga no atmiņām.
Katrā mikrokontrollerī var būt jebkura veida atmiņas, kas ir:
On-Chip atmiņa
Atmiņa bez mikroshēmas
Atmiņa ar mikroshēmu un bez mikroshēmas
Mikroshēma atmiņā
Mikroshēmas atmiņa attiecas uz jebkuru atmiņu, piemēram, RAM, ROM, kas ir iestrādāta pašā mikrokontrollera mikroshēmā. ROM ir glabāšanas ierīces veids, kas tajā var pastāvīgi saglabāt datus un lietojumprogrammas.
RAM atmiņa ir atmiņas veids, ko izmanto datu un programmu pagaidu glabāšanai. Mikrokontrolleri ar mikroshēmu atmiņu piedāvā ātrdarbīgu datu apstrādi, bet atmiņas atmiņa ir ierobežota. Tātad, lai sasniegtu lielās atmiņas glabāšanas iespējas, tiek izmantoti mikroshēmas ar izslēgtu mikroshēmu.
Off-Chip atmiņa
Ārpus mikroshēmas esošā atmiņa attiecas uz jebkuru atmiņu, piemēram, ROM, RAM un EEPROM, kas ir savienota ārēji. Ārējās atmiņas dažkārt tiek sauktas par sekundārām atmiņām, kuras tiek izmantotas liela apjoma datu glabāšanai.
Tādēļ ārējās atmiņas kontrolieru ātrums tiek samazināts, vienlaikus iegūstot un saglabājot datus. Šai ārējai atmiņai ir nepieciešami ārējie savienojumi, tāpēc palielinās sistēmas sarežģītība.
Mikroshēmotāja mikroshēmas izvēle
Skaidu izvēle ir ļoti svarīga, izstrādājot a mikrokontrolleru projekts . IC vienkārši sauc par paketi. Integrētās shēmas ir pasargātas, lai nodrošinātu ērtu apstrādi un pasargātu ierīces no bojājumiem. Integrētās shēmas sastāv no tūkstošiem elektronikas pamatkomponenti piemēram, tranzistori, diodes, rezistori, kondensatori.
Mikrokontrolleri ir pieejami daudzos dažādu veidu IC komplektos, un katram no tiem ir savas priekšrocības un trūkumi. Vispopulārākais IC ir Divējāda līnijas pakete (DIP), ko galvenokārt izmanto jebkurā iegultās sistēmas projektēšanā.
DIP (Dual in line) mikrokontrolleris
1. DIP (dubultā līnijas pakete)
2. SIP (vienas līnijas pakete)
3. SOP (Small Outline pakete)
4. QFP (četrriteņu pakete)
5. PGA (tapu režģa masīvs)
6. BGA (lodveida režģa masīvs)
7. TQFP (Tin Quad Flat Package)
Mikrokontrollera IDE atlase
IDE nozīmē integrētu izstrādes vidi, un tā ir programmatūras lietojumprogramma, ko izmanto lielākajā daļā mikrokontrolleru balstīto projektu. IDE parasti sastāv no pirmkodu redaktora, kompilatora, tulka un atkļūdotāja. To izmanto, lai izstrādātu iegultās lietojumprogrammas. IDE tiek izmantots mikrokontrollera programmēšanai.
IDE mikrokontrolleru atlase
IDE sastāv no šādām sastāvdaļām: -
Avota koda redaktors
Sastādītājs
Atkļūdotājs
Saites
Tulks
Hex failu pārveidotājs
Redaktors
Pirmkodu redaktors ir teksta redaktors, kas ir īpaši izstrādāts programmētājiem, lai rakstītu lietojumprogrammu pirmkodu.
Sastādītājs
Sastādītājs ir programma, kas tulko augsta līmeņa valodu (C, Embedded C) mašīnas līmeņa valodā (0 ’un 1’ formātā). Sastādītājs vispirms skenē visu programmu un pēc tam tulko programmu mašīnas kodā, kuru izpildīs dators.
Ir divu veidu kompilatori: -
Vietējais sastādītājs
Kad lietojumprogramma tiek izstrādāta un apkopota tajā pašā sistēmā, tā ir pazīstama kā vietējais kompilators. EX: C, JAVA, Oracle.
Krustu sastādītājs
Kad lietojumprogramma tiek izstrādāta resursdatora sistēmā un apkopota mērķa sistēmā, to sauc par savstarpēju kompilatoru. Visus uz mikrokontrolleru balstītos projektus izstrādā savstarpējais kompilators. Ex Iegultais C, salieciet, mikrokontrolleri.
Atkļūdotājs
Atkļūdotājs ir programma, ko izmanto, lai pārbaudītu un atkļūdotu citas programmas, piemēram, mērķprogrammu. Atkļūdošana ir programmas kļūdu vai defektu atrašanas un samazināšanas process.
Saites
Saite ir programma, kas no kompilatora paņem vienu vai vairākus objektīvos failus un apvieno tos vienā izpildāmajā programmā.
Tulks
Tulks ir programmatūras daļa, kas pārvērš augsta līmeņa valodu mašīnlasāmā valodā rindā pa rindai. Katra koda instrukcija tiek interpretēta un izpildīta atsevišķi secīgi. Ja kādā instrukcijas daļā tiek atrasta kļūda, tā pārtrauks koda interpretāciju.
Dažāds mikrokontrolleris ar lietojumprogrammām
Šeit ir apkopots tabula, kurā sniegta informācija par dažādiem mikrokontrolleriem un projektiem, kuros tos var izmantot.
Dažādi mikrokontrolleri dažādām lietojumprogrammām
Vai esat gatavs izvēlēties savam projektam labāko mikrokontrolleru? Mēs ceram, ka tagad jums ir jābūt skaidram priekšstatam par to, kurš mikrokontrolleris būs vispiemērotākais jūsu iegultajai sistēmai. Jūsu zināšanai dažādi iegulti projekti var atrast edgefxkits vietnē.
Kuram mikrokontrolleru saimam lielākoties ir priekšroka un kāpēc lielākajai daļai ar mikrokontrolleru balstītu projektu, apvienojot visas labākās īpašības, kuras mēs esam minējuši iepriekš?
Lūdzu, sniedziet savas atbildes kopā ar atsauksmēm tālāk sniegtajā komentāru sadaļā.
Foto kredīti:
8 bitu mikrokontrolleri quickonline
16 bitu mikrokontrolleris tiešā rūpniecība
32 bitu mikrokontrolleris quickonline
AVR mikrokontrolleru saime elektrolīns
PIC mikrokontrolleru saime inženieru garāža
Hārvardas arhitektūra eecatalog.com
RISC balstīta arhitektūra electronicsweekly.com
CISC balstīta arhitektūra studydroid.com
DIP (Dual in line) mikrokontrolleris t2.gstatic.com
