Iga elektrooniline seade, mida me oma igapäevaelus kasutame, on loodud elektriliste ja elektroonika projektid vooluringid. Need elektrilised jaelektroonikavooluringe saab projekteerida erinevate tehnoloogiate abil, näiteks vaakumi abiltorud- tehnoloogia, transistoritehnoloogia, integraallülituse või mikrotehnoloogia tehnoloogia, mikroprotsessorite tehnoloogia jamikrokontrollertehnoloogia. Neid tehnoloogiaid saab rakendada diskreetsete elektriliste ja elektrooniliste komponentide, integraallülituste, mikroprotsessorite ja mikrokontrollerite abil. Selles artiklis käsitleme varjatud süsteemide parimat tehnoloogiat IC-tehnoloogiate ja arenenud IC-tehnoloogia, näiteks mikrokontrolleri IC-tehnoloogia seas. Kuid ennekõike enne edasi liikumist peame teadma, mis on IC-tehnoloogia jamikrokontrollerIC-tehnoloogia.
Sisseehitatud süsteemide tehnoloogiad
IC-tehnoloogia
Varasematel päevadel kujundati sisseehitatud süsteemi seadmeid vaakumtorude abil, mis oleksid väga suured ja kallimad. Esimese punkt-kontakttransistori töötasid John Bardeen ja Walter Brattain välja Bell Labsis 1947. aastal. Seejärel on transistoride leiutamine vähendanud ja asendanudmahukas kallisvaakumtorud sissearvutidkujundused. Seejärel ontransistoridkasutamine vähendas ahelate suurust, kuna need transistorid on väiksema suurusega, ökonoomsed, jõudluselt kiiremad, usaldusväärsemad ja tarbivad väga vähe energiat. Aheladehitamakasutades transistoreid ja muud diskreetsed elektroonilised komponendid nimetatakse diskreetseteks vooluringideks.
IC-tehnoloogia
Kujunduses tehti revolutsioonilisi muudatusi elektrilised jaelektroonikavooluringid integreeritud vooluahelate või mikrotehnoloogia abil leiutatud arvutid. Integreeritud vooluahelad on väga väikeste mõõtmetega, väga usaldusväärsed, kõige ökonoomsemad ja väga lihtsasti kasutatavad. See IC-tehnoloogia kontseptsioon võeti kasutusele 1958. aastal ja see IC-tehnoloogia minimeeris palju elektrilisi ja elektroonilisi vidinaid, nagu mobiiltelefonid, sülearvutid, arvutid ja paljud muud seadmed. Integreeritud vooluahelat võib määratleda kui aseatudelektroonilisele vooluringile, mis on integreeritud väikesele pooljuhtmaterjalide plaadile, mida tavaliselt nimetatakse ränikiibiks. Iga IC võib olla väga kompaktne, sisaldades arvukalt miljardit transistorit ja muid komponente väga väikesel alal.
IC-tehnoloogia põlvkonnad
Integreeritud vooluringe on erinevaid põlvkondi, klassifitseeritudnumbertransistoridest kasutatakse integraallülituse kiipidel. Need on: väikesemahuline integreerimine (SSI), integreeritud vooluahelad, mis sisaldavad mõnes arvus kümneid transistore. 1960. aastad olid sadu transistore sisaldava integreeritud vooluringi kiipide keskmise ulatusega integreerimine (MSI). Sisse1970ndad olid seal suuredskaalaintegratsioon (LSI), kusjuures igale kiibile on integreeritud kümned tuhanded transistorid. 1980. aastatel toimus väga ulatuslik integreerimine (VLSI), kus igale kiibile on integreeritud sajad tuhanded transistorid. Lisaks töötatakse välja ülisuuri integreerimisi (ULSI), integreerituna üle miljoni transistori kiibi kohta, vahvli-skaala integreerimist (WSI), süsteem-kiibil (SOC) ja kolmemõõtmelisi integreeritud vooluringe (3D-IC). Integreeritud vooluringid nagu 555timer IC, 741 operatsioonivõimendid, CMOS, NMOS, BICMOS-tehnoloogia ja nii edasi peetakse IC-tehnoloogia praktilisteks näideteks.
IC-de tüübid
Neid on erinevaid integreeritud vooluahelate tüübid nagu ADC, DAC, võimendid, toitehalduse IC-d, kella ja taimeri IC-d ning kasutatavad liidese IC-djaoksmitmesugused manustatud süsteemirakendused.
IC-tehnoloogia rakendamine
Päikese laadimise kontroller, kasutades IC-tehnoloogiat, Edgefxkits.com
Mitte-mikrokontrollerpõhineb päikese laengu regulaator projekt on IC-tehnoloogia lihtne rakendus. Selles projektis saavutatakse kontrollitud laadimismehhanism, et vältida laadimist,üle tasuja sügava tühjendamise tingimused ilma kasutamatamikrokontroller. Komplekt operatiivvõimendid kasutataksevõrdluseks paneeli pinge ja koormusvoolu jälgimisekspidevalt. Näiduks kasutatakse rohelisi ja punaseid LED-e. Rohelisi LED-e kasutatakse täislaetud aku seisundi näitamiseks ning laetud, ülekoormatud või sügava tühjenemise korral punaste LED-idega.
Päikeselaadimiskontrolleri vooluring IC-tehnoloogia abil, Edgefxkits.com
Toitepooljuhtlüliti MOSFETkasutatakse ära lõikamisekskoormus, kui punased LED-id näitavad aku tühjenemist või ülekoormust. Kui rohelised valgusdioodidnäidatatäielikult laetudaku, siis möödub päikeseenergia transistori abil ahela näivkoormusest. Seega on aku kaitstudvormisüle laadimise. Seda projekti saab veelgi täiendada a GSM-modem jamikrokontroller- saavutada päikeseenergiasüsteemi ja juhtimisruumi jälgiminesüsteemi.
MikrokontrollerIC
Mikrokontroller on täiustatud IC või integreeritud vooluahel, mis on ühendatud täiendavate välisseadmetega. Programmi väljatöötamine ja kasutamine manussüsteemid ” rakendused kasvab- IC - tehnoloogiate, näiteks mikroprotsessorite tehnoloogia arenguga, ja -mikrokontrollertehnoloogia. Transistoritehnoloogia, IC-tehnoloogia puudusi vähendati arenenud IC-tehnoloogiate mikroprotsessori ja mikrokontrolleri tehnoloogia abil. Mikroprotsessor integreerib arvuti keskprotsessori (CPU) funktsioonid ühte või mõnda integreeritud vooluahelasse. Olenjääkontrollerüksust saab käsitleda kui aväike arvutiühel integraallülitusel, mis koosneb väikesest keskprotsessorist, kristall-ostsillaatorist, taimeritest, valvekoerast ja analoog-I / O-st. Registreid, katkestusi, mida kasutatakse teatud konkreetsete ülesannete jaoks, on erinevat tüüpi.Mikrokontrolleridon erinevat tüüpi, näiteks AVR mikrokontroller, PIC mikrokontroller jne. Aga tüüpiliselt 8051mikrokontroller IC-d kasutatakse enamiku manustatud süsteemirakenduste jaoks.
8051 mikrokontroller
Kui kasutame IC-tehnoloogiat, on manustatud süsteemides mõne ülesande täitmiseks vaja mitut arvu diskreetseid komponente. Kui kasutame täiustatud IC-tehnoloogiat, näiteksmikrokontrollertehnoloogia, siis lihtsalt mõne lihtsa programmeerimisliini kirjutamisega saame täita mitu ülesannet. Seeganumberdiskreetsete komponentide abil saab ahelate suurust, keerukust ja maksumust manussüsteemides vähendadamikrokontrollertehnoloogia.
Mikrokontrolleri tehnoloogia rakendamine
Mikrokontrollerit kasutav päikese laadimise kontroller on a tüüpiline rakendus mikrokontroller arenenud ICtehnoloogia. Päikeseenergia tõhusaks kasutamiseks päikeseenergial töötav valgustussüsteemid, sealhulgaspäikese laternaid, päikese tänavavalgusteid ja päikese maja ja aia valgustussüsteeme kasutatakse nii maapiirkondades kui ka linnades. Päikeseenergiasüsteem koosneb peamiselt neljast peamisestkomponendid: fotogalvaanilinemoodul, laetav aku, koormuse ja päikese laadimise kontroller.
Mikrokontrolleri tehnoloogiat kasutav päikese laadimise kontroller
Neli peamist plokki kasutava päikeseenergiasüsteemi plokkskeemmikrokontrollertehnoloogia on näidatud joonisel. Nendest neljast komponendist võtke arvesse mikrokontrollerit kasutavat päikese laenguregulaatorit, millel on suur roll päikeseenergiasüsteemi üldise jõudluse suurendamisel. Riistvara komponendid, mida kasutataksepäikese laengukontrolleri vooluringon AT89C2051mikrokontroller, seeria ADC0831, pinge regulaator IC7805 , pooljuhtlüliti MOSFET, LCD-ekraan, laetav aku, laadimise juhtimine, hämarikust koidikusensor ja koormuse juhtimine.
Akukasutatakse 5 V alalisvooluga reguleeritud toiteallika pakkumiseksmikrokontrollermida kasutatakse aku pinge jälgimiseks ADC abil.Pinge0V-20V väärtus vähendatakse V-5V-ni, kasutades potentsiaalijaoturit, mille takisti paigutus on ADC tihvti 2 juures ja need väärtused kuvatakse LCD-ekraanil. Kasutades paralleelset reguleerimistehnikat, lastakse laadimisvoolul voolataakuja lõpetab aku laadimise, kui aku on täielikult laetud. Hämarikust koidikusensorilt saadud sisendsignaalide põhjalmikrokontrollerlülitab laadimis- või laadimisrelee. TheLCD ekraanjuhibmikrokontrollerlaadimissõnumi kuvamiseks.
Mikrokontrolleri tehnoloogiat kasutav päikese laadimise kontrolleri vooluring
Kuiakuon täis laetud (kuni14V)releeon laadimise katkestamiseks MOSFETi kaudu pingestatud. Seejärel käivitatakse 5-minutiline taimerkõrval mikrokontrollerja LCD kuvab teate täisakuna. Kui see taimer on möödas, siisakuühendatakse relee abil päikesepaneeliga uuesti ja seega impulsitakse päikese laadimisvool nii kaua kuipäikesepingeon kohal. Kuipäikesepaneeli pingelangeb alla zeneri dioodi pingehämarikust koiduni , siismikrokontrollervõtab vastu signaali hämarikust koiduandurini, seejärel aktiveerib MOSFETi kaudu koormuse ja LCD ekraanile kuvatakse teade koormus ON. KuiPingelangeb hämarikust koidikusensorini alla 10 V, siismikrokontrollerlülitab koormuse läbiMOSFET.
Parim tehnoloogia manustatud süsteemide jaoks
Selles artiklis varem IC-tehnoloogia jamikrokontrollerIC-tehnoloogia koos nende näidetegatüübidja praktiline rakendaminemikrokontroller ja IC-tehnoloogia aastal sisseehitatud süsteemirakendused on lühidalt arutatud. Eespool käsitletud päikeselaengu regulaatorit endise IC tehnoloogiaga ja täiustatud IC tehnoloogiaga nagumikrokontrollerIC tehnoloogia näitab erinevusi mõlema tehnoloogia vahel. Ja see näitab ka seda, et mõlemat tehnoloogiat kasutatakse endiselt nõude põhjal. Mõlemal tehnoloogial on manustatud süsteemide kasutamisel mõned eelised ja puudused.
IC-tehnoloogia vähendas ahelate suurust võrreldes diskreetsete komponentide abil ehitatud vooluahela suurusega. EdasijõudnutelemikrokontrollerIC-tehnoloogia vähendab ahelate suurust, asendades paljud ahela integreeritud vooluahelad ühegamikrokontrolleri IC. Seega on IC-tehnoloogiaga vooluringide maksumus väiksem kui diskreetse või transistori tehnoloogiaga.MikrokontrollerIC-tehnoloogia ahelate maksumus on väiksem, võrreldes IC-tehnoloogiaga loodud vooluringide maksumusega. Samamoodi mitmete parameetrite arvu puhulmikrokontrollertehnoloogia on manustatud süsteemide jaoks eelistatavam võrreldes IC-tehnoloogia ja diskreetkomponentide või transistoritehnikaga.
Erinevaid tehnoloogiaid kasutavad manussüsteemirakendused
Joonisnäitab sisseehitatud süsteemirakendused kujundatud erinevate tehnoloogiatega. Mõne varjatud süsteemide konkreetse rakenduse jaoks on eelistatud IC-tehnoloogiamikrokontrollertehnoloogia. Kuid enamik sisseehitatud süsteemirakendustest kasutab sedamikrokontrollertehnoloogia, kuna see on arenenum ja sellel on rohkem eeliseid võrreldes IC-tehnoloogiaga. Lisaks pakutakse teile valimisel tehnilist abi Edgefxi tehnoloogiateltkonkreetne tehnoloogiasinu akadeemiline projektitöö põhineb teie huvil manustatud süsteemide vastu.
