Kas teate, kuidas valida mikrokontrolleril põhinevate projektide jaoks parim mikrokontroller? Antud rakenduse jaoks õige mikrokontrolleri valimine on üks kriitilisemaid otsuseid, mis kontrollib ülesande edukust või ebaõnnestumist.
Neid on erinevaid mikrokontrollerite tüübid saadaval ja kui olete otsustanud, millist seeriat kasutada, saate hõlpsalt alustada oma varjatud süsteemi kujundust. Õige valiku tegemiseks peavad inseneridel olema oma kriteeriumid.
Siin artiklis käsitleme mikrokontrolleri valimisel põhilisi kaalutlusi.
Mikrokontrollerid manustatud süsteemi kujundamiseks
Paljudel juhtudel valivad inimesed projekti juhuks sobiva mikrokontrolleri kohta üksikasjalike teadmiste asemel sageli juhuslikult mikrokontrolleri. See on aga halb mõte.
Mikrokontrolleri valimisel on esmatähtis saada teavet süsteemi kohta nagu plokkskeem, vooskeem ja sisendi / väljundi välisseadmed.
Siin on 7 parimat viisi, mida tuleks järgida, et tagada õige mikrokontrolleri valimine.
Mikrokontrolleri bitivalik
Mikrokontrollerid on saadaval erineva bitikiirusega, näiteks 8-bitise, 16-bitise ja 32-bitise kiirusega. Bittide arv viitab andmeid piiravate andmeridade suurusele. Parima mikrokontrolleri valimine manustatud süsteemi kujundamiseks, mis on bitide valiku seisukohast oluline. Mikrokontrolleri jõudlus suureneb koos bitisuurusega.
8-bitised mikrokontrollerid :
8-bitised mikrokontrollerid
8-bitistel mikrokontrolleritel on 8-andmeliinid, mis võimaldavad korraga saata ja vastu võtta 8-bitiseid andmeid. Sellel ei ole lisafunktsioone, näiteks seeriaside lugemine / kirjutamine jne. Need on loodud vähem kiibimäludega ja seetõttu kasutatakse neid väiksemate rakenduste jaoks. Need on saadaval odavama hinnaga. Kui aga teie projekti keerukus suureneb, valige mõni teine suurema bitiga mikrokontroller.
16-bitine mikrokontroller:
16-bitine mikrokontroller
16-bitistel kontrolleritel on 16-andmelised liinid, mis saavad korraga saata ja vastu võtta 16-bitiseid andmeid. Sellel pole 32-bitiste kontrolleritega võrreldes lisafunktsioone. See on sama mis 8-bitine mikrokontroller, kuid see on lisatud väheste lisafunktsioonidega.
16-bitise mikrokontrolleri jõudlus on kiirem kui 8-bitine kontroller ja see on tasuv. Seda saab kasutada väiksemate rakenduste jaoks. See on 8-bitiste mikrokontrollerite täiustatud versioon.
32-bitine mikrokontroller :
32-bitine mikrokontroller
32-bitistel mikrokontrolleritel on 32-andmelised liinid, mida kasutatakse 32-bitiste andmete korraga saatmiseks ja vastuvõtmiseks. 32-mikrokontrolleritel on veel mõned tulevikud nagu SPI, I2C, ujukomaüksused ja protsessidega seotud funktsioonid.
32-bitised mikrokontrollerid on ehitatud maksimaalse kiibimälude vahemikuga ja seetõttu kasutatakse neid suuremate rakenduste jaoks. Etendus on väga kiire ja tasuv. Need on 16-bitiste mikrokontrollerite täiustatud versioon.
Mikrokontrolleri pere valik
Erinevaid mikrokontrolleri arhitektuure tootvaid müüjaid on mitu. Seega on igal mikrokontrolleril ainulaadne käskude ja registrite komplekt ning ükski teine mikrokontroller pole üksteisega sarnane.
Ühe mikrokontrolleri jaoks kirjutatud programm või kood ei tööta teises mikrokontrolleris. Erinevad mikrokontrolleril põhinevad projektid nõuavad erinevaid mikrokontrollerite perekondi.
Erinevad mikrokontrollerite perekonnad on 8051 perekond, AVR perekond, ARM perekond, PIC perekond ja palju muud.
AVR mikrokontrollerite perekond
AVR mikrokontrollerite perekond
AVR mikrokontroller aktsepteerib käsu suurust 16 bitti või 2 baiti. See koosneb välkmälust, mis sisaldab 16-bitist aadressi. Siin salvestatakse juhised otse.
AVR mikrokontrollerid-ATMega8, ATMega32 kasutatakse laialdaselt.
PIC mikrokontrollerite perekond
PIC mikrokontrollerite perekond
PIC-mikrokontroller võtab iga käsu vastu 14-bitise käsu. Välkmällu saab salvestada 16-bitise aadressi. Kui esimesed 7 bitti edastatakse välkmällu, saab ülejäänud bitid hiljem salvestada.
Kui aga 8 bitti üle antakse, raisatakse ülejäänud 6 bitti. Kergelt võttes võib öelda, et see sõltub tegelikult tootmise müüjatest.
Seetõttu on manustatud süsteemi kujundamiseks õige mikrokontrolleri perekonna valimine protsessis väga oluline.
Arhitektuur Mikrokontrolleri valik
Mõiste arhitektuur määratleb välisseadmete kombinatsiooni, mida kasutatakse ülesannete täitmiseks. Mikrokontrolleril põhinevate projektide jaoks on kahte tüüpi mikrokontrolleri arhitektuuri.
Neumanni arhitektuurist
Von Neumanni arhitektuur on tuntud ka kui Princetoni arhitektuur. Selles arhitektuuris suhtleb keskseade ühe andme- ja aadressisiiniga RAM-i ja ROM-iga. CPU saab juhised RAM-ist ja ROM-ilt üheaegselt.
Von-Neumanni arhitektuur
Need juhised täidetakse järjestikku ühe siini kaudu ja seega võtab iga käsu täitmine rohkem aega. Seega võime öelda, et Von Newmani arhitektuuri protsess on väga aeglane.
Harvardi arhitektuur
Harvardi arhitektuuris on protsessoril kaks eraldi siini, need on aadressi- ja andmesiin RAM-i ja ROM-iga suhtlemiseks. Protsessor hankib ja täidab RAM-i ja ROM-i mälust juhised eraldi andmesiini ja aadressibusi kaudu. Seetõttu võtab iga käsu täitmine vähem aega, muutes selle arhitektuuri ülipopulaarseks.
Harvardi arhitektuur
Seega on igasuguse manustatud süsteemi kujunduse jaoks parim mikrokontroller enamasti Harvardi arhitektuuriga.
Juhis Mikrokontrolleri valimine
Käskude komplekt on komplekt põhijuhiseid, nagu aritmeetiline, tingimuslik, loogiline jne, mida kasutatakse mikrokontrolleris põhitoimingute tegemiseks. Mikrokontrolleri arhitektuur töötab käskude alusel.
Kõigi mikrokontrolleril põhinevate projektide jaoks on saadaval RISC või CISC käsukomplektil põhinevad mikrokontrollerid.
RISC-põhine arhitektuur
RISC tähistab lühendatud käskude arvutit. RISC käskude komplekt täidab kõiki aritmeetilisi, loogilisi, tingimuslikke Boole'i toiminguid ühes või kahes käsitsüklis. RISC käskude vahemik on<100.
RISC-põhine arhitektuur
RISC-põhine masin täidab juhiseid kiiremini, kuna mikrokoodikihti pole. RISC-arhitektuur sisaldab spetsiaalseid laadimistoiminguid, mida kasutatakse andmete sisemistest registritest ja mälust teisaldamiseks.
RISC kiip on valmistatud väiksema arvu transistoridega, mistõttu on kulud madalad. Igasuguse manustatud süsteemi kujunduse puhul eelistatakse enamasti RISC kiipi.
CISC-põhine arhitektuur
CISC tähistab keerukat käskude arvutit. CISC käskude komplekt võtab kõigi aritmeetiliste, loogiliste, tingimuslike, Boole'i käskude täitmiseks neli või enam käsitsüklit. CISC käskude vahemik on> 150.
CISC-põhine arhitektuur
CISC-põhine masin täidab juhiseid RISC-arhitektuuriga võrreldes aeglasemalt, sest siin teisendatakse juhised enne täitmist väikeseks koodimõõduks.
Mikrokontrolleri mälu valik
Parima mikrokontrolleri valimisel on mälu valik väga oluline, sest süsteemi jõudlus sõltub mäludest.
Iga mikrokontroller võib sisaldada mis tahes tüüpi mälusid, milleks on:
Kiibimälu
Kiibiväline mälu
Kiibisisene ja kiibiväline mälu
Kiibimälu
Kiibimälu viitab mis tahes mälule, nagu RAM, ROM, mis on sisseehitatud mikrokontrolleri kiibile. ROM on mäluseadme tüüp, mis suudab selles olevaid andmeid ja rakendusi püsivalt salvestada.
RAM-mälu on mälu tüüp, mida kasutatakse andmete ja programmide ajutiseks salvestamiseks. Kiibimäluga mikrokontrollerid pakuvad kiiret andmetöötlust, kuid salvestusmälu on piiratud. Niisiis kasutatakse kiibist väliseid mikrokontrollereid, et saavutada palju mälumahtu.
Kiibiväline mälu
Kiibiväline mälu viitab mis tahes mälule, nagu ROM, RAM ja EEPROM, mis on ühendatud väliselt. Väliseid mälusid nimetatakse mõnikord sekundaarseteks mäludeks, mida kasutatakse suure hulga andmete salvestamiseks.
Selle tõttu väheneb kontrollerite kiirus andmete hankimisel ja salvestamisel. See väline mälu vajab väliseid ühendusi, nii et süsteemi keerukus suureneb.
Kiibi valik mikrokontrollerit
Kiibi valik on a arendamisel väga oluline mikrokontrolleril põhinev projekt . IC-d nimetatakse lihtsalt paketiks. Integreeritud vooluahelad on varjestatud, et võimaldada hõlpsat käsitsemist ja kaitsta seadmeid kahjustuste eest. Integreeritud vooluringid koosnevad tuhandetest elektroonika põhikomponendid nagu transistorid, dioodid, takistid, kondensaatorid.
Mikrokontrollereid on saadaval paljudes erinevat tüüpi IC-de pakettides ja igal neist on oma eelis ja puudus. Kõige populaarsem IC on Kaks rida paketti (DIP), kasutatakse enamasti igas manustatud süsteemi kujunduses.
DIP (Dual in line) mikrokontroller
1. DIP (kahekordne reas pakett)
2. SIP (üks reas pakett)
3. SOP (väike kontuurpakett)
4. QFP (neljakordne pakett)
5. PGA (Pin Grid Array)
6. BGA (pallivõrgu massiiv)
7. TQFP (tina neljakordne pakett)
Mikrokontrolleri IDE valik
IDE tähistab integreeritud arenduskeskkonda ja see on tarkvararakendus, mida kasutatakse enamikes mikrokontrolleril põhinevates projektides. IDE koosneb tavaliselt lähtekoodiredaktorist, kompilaatorist, tõlkist ja silurist. Seda kasutatakse manustatud rakenduste arendamiseks. IDE-d kasutatakse mikrokontrolleri programmeerimiseks.
IDE mikrokontrollerite valik
IDE koosneb järgmistest komponentidest: -
Lähtekoodi redaktor
Koostaja
Silur
Lingid
Tõlk
Hex-failimuundur
Toimetaja
Lähtekoodiredaktor on tekstiredaktor, mis on spetsiaalselt loodud programmeerijatele rakenduste lähtekoodi kirjutamiseks.
Koostaja
Koostaja on programm, mis tõlgib kõrgetasemelise keele (C, Embedded C) masinataseme keelde (0 ’ja 1’ vormingus). Koostaja skannib kõigepealt kogu programmi ja seejärel tõlgib programmi masinakoodiks, mille arvuti käivitab.
Koostajaid on kahte tüüpi: -
Native Compiler
Kui rakendusprogramm on välja töötatud ja kompileeritud samas süsteemis, on see tuntud kui kohalik kompilaator. NÄIDE: C, JAVA, Oracle.
Risti koostaja
Kui rakendusprogramm on hostisüsteemis välja töötatud ja sihtsüsteemi koostatud, nimetatakse seda ristkompilaatoriks. Kõik mikrokontrolleril põhinevad projektid töötab välja ristkompilaator. Ex Embedded C, monteerige mikrokontrollerid.
Silur
Silur on programm, mida kasutatakse teiste programmide, näiteks sihtprogrammi testimiseks ja silumiseks. Silumine on programmi vigade või defektide leidmise ja vähendamise protsess.
Lingid
Linker on programm, mis võtab kompilaatorist ühe või mitu objektiivset faili ja ühendab need üheks käivitatavaks programmiks.
Tõlk
Tõlk on tarkvara osa, mis teisendab kõrgetasemelise keele rea kaupa masinloetavaks keeleks. Koodi iga käsku tõlgendatakse ja täidetakse järjestikuliselt eraldi. Kui juhise ühes osas leitakse mõni viga, peatab see koodi tõlgendamise.
Erinevad mikrokontroller koos rakendustega
Siin on kokkuvõte tabelist, mis sisaldab teavet erinevate mikrokontrollerite ja projektide kohta, milles neid saab kasutada.
Erinevad mikrokontrollerid erinevate rakenduste jaoks
Kas olete valmis oma projekti jaoks parima mikrokontrolleri valima? Loodame, et praeguseks peab teil olema selge pilt, milline mikrokontroller sobib teie manustatud süsteemile kõige paremini. Teie teadmiseks mitmesuguseid sisseehitatud projektid leiad edgefxkitsi kodulehelt.
Siin on teie jaoks põhiküsimus - milliste mikrokontrollerite perekonda eelistatakse enamiku mikrokontrolleripõhiste projektide jaoks, ühendades kõik eespool nimetatud parimad omadused ja miks?
Palun andke oma vastused koos tagasisidega allpool toodud kommentaaride jaotises.
Fotokrediidid:
8-bitised mikrokontrollerid rapidonline
16-bitine mikrokontroller otsetööstus
32-bitine mikrokontroller rapidonline
AVR mikrokontrollerite perekond elektroliin
PIC mikrokontrollerite perekond inseneride garaaž
Harvardi arhitektuur eecatalog.com
RISC - põhine arhitektuur electronicsweekly.com
CISC-põhine arhitektuur studydroid.com
DIP (Dual in line) mikrokontroller t2.gstatic.com
