12 specifikáció, amelyet figyelembe kell venni a termék mikrokontrollerének kiválasztásakor - 💡 Fix My Ideas

12 specifikáció, amelyet figyelembe kell venni a termék mikrokontrollerének kiválasztásakor

12 specifikáció, amelyet figyelembe kell venni a termék mikrokontrollerének kiválasztásakor


Szerző: Ethan Holmes, 2019

Az elektronikus termékek nagy többsége mikrokontrollert vagy mikroprocesszort igényel az agynak. A nagy sebességű feldolgozási képességeket igénylő fejlett termékekhez (azaz okostelefonokhoz vagy táblagépekhez) mikroprocesszor szükséges, különben a mikrokontroller általában a legjobb megoldás. Példaként egy Arduino mikrokontrollerre épül, és egy Raspberry Pi egy mikroprocesszoron alapul.

Valószínűleg az elektronikai tervezéshez mikrokontrollerre lesz szükség. Általában a mikrokontrollert egy olyan integrált áramkörre épített számítógépnek lehet tekinteni, amely processzort, memóriát és különböző perifériákat tartalmaz. A mikrovezérlőknek sok lehetősége van, talán egy hatalmas számú választás.

Bár a keresés a Google-ban helyes irányba vezethet, javaslom, hogy keressük meg a mikrokontrollereket a nagyobb elektronikus alkatrész-forgalmazókon, mint például Digikey, Arrow és Mouser. Ez lehetővé teszi, hogy szűkítse a keresést csak az aktívan elérhető mikrokontrollerekre. Lehetővé teszi az árak gyors összehasonlítását is.

A projekt elején jó ötlet, hogy rajzoljon egy blokkdiagramot az elképzelt rendszerről. Milyen dolgokat fog csatlakozni a mikrokontrollerhez?

A rendszer blokkdiagramja felbecsülhetetlen értékű a korai tervezéshez, és megmondhatja, hogy hány bemeneti és kimeneti (I / O) érintkező és soros kommunikációs port szükséges a projekthez.

A mikrokontrollerek számos perifériát tartalmazhatnak. A következő lista a modern mikrokontrollereken található néhány funkciót tartalmazza.

Memória: A legtöbb ma rendelkezésre álló mikrovezérlő beépített FLASH és RAM memóriát tartalmaz. A FLASH a programtároláshoz használt nem illékony memória, és a RAM az ideiglenes tároláshoz használt illékony memória. Néhány mikrokontroller EEPROM memóriát is tartalmaz az adatok tartós tárolásához.

Digitális általános célú bemenet és kimenet (GPIO): Ezek a bemeneti és kimeneti logikai szintű csapok. Általánosságban elmondható, hogy akár néhány tíz millimétert is süllyedhetnek vagy forrhatnak, és nyílt leeresztő vagy nyomóhúzóként is konfigurálhatók.

Analóg bemenet: A legtöbb mikrovezérlő képes analóg feszültség pontos olvasására. Az analóg jeleket a mikrokontroller mintavételezi egy analóg és digitális átalakító (ADC) segítségével.

Analóg kimenet: Az analóg jeleket a mikrokontroller generálhatja egy digitális analóg átalakító (DAC) vagy egy impulzusszélesség modulációs (PWM) generátor segítségével. Nem minden mikrovezérlő tartalmaz DAC-t, de PWM-képességeket kínálnak.

Circuit Programming (ISP): Az ISP lehetővé teszi a mikrokontroller programozását az alkalmazáskörben történő telepítés helyett a programozáshoz való eltávolítás helyett. A két leggyakoribb ISP protokoll a JTAG és a SWD.

Vezeték nélküli: Ha a készüléknek vezeték nélküli képességekre van szüksége, akkor vannak olyan speciális mikrokontrollerek, amelyek Bluetooth, WiFi, ZigBee és egyéb vezeték nélküli szabványokat kínálnak.

Soros kommunikáció

Minden mikrokontroller bizonyos típusú soros kommunikációt biztosít. Az alábbiakban a mikrokontrollerekkel általában kínált soros kommunikációs protokollokat ismertetjük:

Az univerzális aszinkron vevőkészülék (UART) egy soros port, amely a 7–8 bit hosszúságú digitális szavakat továbbítja egy indító bit és egy opcionális paritásbit és egy vagy két stop bit között. Az UART-t általában más szabványok, például az RS-232 vagy az RS-485 szabványok is használják.

Az UART a soros kommunikáció legrégebbi típusa. Az UART aszinkron protokoll, ami azt jelenti, hogy nincs órajel. Számos mikrokontroller tartalmaz egy USART-nak nevezett UART szinkron változatot is.

Soros perifériás interfész (SPI): Az SPI a mikrokontroller és a perifériák közötti rövid távú soros kommunikációhoz használható. Az SPI egy szinkron protokoll, ami azt jelenti, hogy az időzítéshez egy órajelet tartalmaz. Az SPI egy 4 vezetékes szabvány, amely tartalmazza az adatokat, az adatokat, az órákat és a chipkiválasztó jeleket.

Inter Integrált áramkör (I2C): Az I2C az I2C-ként is írt egy 2-vezetékes soros busz, amelyet a mikrokontroller és a táblán lévő más chipek közötti kommunikációhoz használnak. Az SPI-hez hasonlóan az I2C egy szinkron protokoll. Az SPK-val ellentétben azonban az I2C egyetlen sort használ mind az adatok, mind az adatok számára. A chipkiválasztó jel helyett az I2C egyedi perifériát használ. Az I2C előnye, hogy csak 2 vezetéket használ, de lassabb, mint az SPI.

Az univerzális soros busz (USB) olyan szabvány, amely a legtöbb ember számára ismert. Az USB az egyik leggyorsabb soros kommunikációs protokoll. Ezt általában olyan perifériák csatlakoztatására használják, amelyek nagy mennyiségű adatátvitelt igényelnek.

A Controller Area Network (CAN) egy soros kommunikációs szabvány, amelyet kifejezetten az autóipari alkalmazásokhoz fejlesztettek ki.

Jelentős mikrokontroller magok

Számos mikrokontroller mag van, amelyek valamilyen hírnévvel rendelkeznek és érdemes leírni. Az alábbiakban a leggyakoribbak közül négy található:

ARM Cortex-M

A 32 bites ARM Cortex M sorozat az egyik leggyakrabban használt mikrokontroller mag, amelyet ma használnak. Az ARM ténylegesen nem gyárt és nem értékesít mikrokontrollereket, hanem más chipgyártóknak engedélyezi az architektúrát.

Sok vállalat kínál Cortex-M mikrokontrollert, beleértve az ST Microelectronics, a Freescale Semiconductor, a Silicon Labs, a Texas Instruments és az Atmel.

A Cortex M sorozatú mikrovezérlők a legkedvezőbb választás a piacra kerülő termékekhez. Ezek olcsóak, erőteljesek és széles körben használatosak.

8051

A 8 bites 8051-es mikrokontrollert az Intel 1980-ban fejlesztette ki. Ez a legrégebbi mikrovezérlő mag, amelyet ma is használnak. A 8051-es verziója jelenleg legalább 8 különböző félvezető gyártmány által értékesített, továbbfejlesztett, modern változatban kapható. Például a CSR (CSR101x) népszerű Bluetooth alacsony energiájú chipje egy 8051-es magot használ.

PIC

A PIC a Microchip mikrokontrollerek családja. Nagyon népszerűek és széles választékban találhatók. A csapok száma, a csomagstílus és a chip-perifériák kiválasztása szinte végtelen számú kombinációban található.

Atmel AVR

Az Atmel-től AVR néven ismert mikrokontroller a legismertebb az Arduino legtöbb változatának agyáról. Tehát sok döntéshozó számára ez egy egyszerű átmenet az Arduino-ról egy Atmel AVR mikrokontrollerre. Megállapítottam azonban, hogy a többi magot általában több dollárhoz hasonló, vagy jobb teljesítménygel kaphatja meg.

Következtetés

Miután kiválasztotta a mikrokontrollert, a következő lépés a mikrokontroller áramkör tervezése és az összes periféria csatlakoztatása. Megvitatom a témát a sorozat következő cikkében.

Szeretne többet megtudni egy elektronikus termék tervezéséről? Ezután nézze meg a részletes kétoldalas útmutatót, hogyan kell új elektronikai terméket fejleszteni és prototípust készíteni.



Lehet, Hogy Érdekli

Első lépések a valós idejű órákkal

Első lépések a valós idejű órákkal


Ne hagyd ki a "Robotok 101" élő szemináriumát Csütörtökön, Saura Naderi házigazdája

Ne hagyd ki a "Robotok 101" élő szemináriumát Csütörtökön, Saura Naderi házigazdája


Maker Spotlight: Rachel Pizzolato

Maker Spotlight: Rachel Pizzolato


Joyn Machine: Új szög elhelyezése a CNC asztaloson

Joyn Machine: Új szög elhelyezése a CNC asztaloson






Legutóbbi Hozzászólások