Да ли знате како да одаберете најбољи микроконтролер за пројекте засноване на микроконтролеру? Избор одговарајућег микроконтролера за одређену апликацију једна је од најкритичнијих одлука која контролише успех или неуспех задатка.
Постоје различити врсте микроконтролера доступан и ако сте се одлучили коју ћете серију користити, лако можете започети свој дизајн уграђеног система. Инжењери морају имати своје критеријуме да би могли да изврше прави избор.
Овде у овом чланку размотрићемо основна разматрања при одабиру микроконтролера.
Микроконтролери за дизајн уграђеног система
У многим случајевима, уместо да имају детаљно знање о погодном микроконтролеру за пројекат, људи често насумично одаберу микроконтролер. Међутим, ово је лоша идеја.
Најважнији приоритет при одабиру микроконтролера је да имају информације о систему попут блок дијаграма, дијаграма тока и улазно / излазне периферне опреме.
Ево топ 7 начина којима се треба придржавати како бисте били сигурни да је одабран прави микроконтролер.
Избор битова микроконтролера
Микроконтролери су доступни у различитим брзинама преноса података, попут 8-битних, 16-битних и 32-битних брзина. Број битова односи се на величину линија података које ограничавају податке. Избор најбољег микроконтролера за дизајн уграђеног система, важан у погледу избора битова. Учинак микроконтролера се повећава са величином бита.
8-битни микроконтролери :
8-битни микроконтролери
8-битни микроконтролери имају 8 линија података које истовремено могу слати и примати 8-битне податке. Нема додатне функције попут читања / писања серијске комуникације итд. Они су направљени са мање меморија на чипу и стога се користе за мање апликације. Доступни су по нижој цени. Међутим, у случају да се сложеност вашег пројекта повећа, онда одаберите други микроконтролер вишег бита.
16-битни микроконтролер:
16-битни микроконтролер
16-битни контролери имају линије са 16 података које истовремено могу слати и примати 16-битне податке. Нема никакве додатне функције у поређењу са 32-битним контролерима. Исти је попут 8-битног микроконтролера, али је додат са неколико додатних карактеристика.
Перформансе 16-битног микроконтролера брже су од 8-битних контролера и исплативо је. Применљив је за мање примене. То је напредна верзија 8-битних микроконтролера.
32-битни микроконтролер :
32-битни микроконтролер
32-битни микроконтролери имају линије са 32 података које се истовремено користе за слање и примање 32-битних података. 32-микроконтролери имају неке додатне будућности као што су СПИ, И2Ц, јединице са покретном тачком и функције повезане са процесима.
32-битни микроконтролери су направљени са максималним опсегом меморија на чипу и стога се користе за веће апликације. Перформансе су врло брзе и исплативе. Они су напредна верзија 16-битних микроконтролера.
Породични избор микроконтролера
Постоји неколико добављача који производе различите архитектуре микроконтролера. Стога сваки микроконтролер има јединствену сет упутстава и регистара и ниједна два микроконтролера нису слична.
Програм или код написан за један микроконтролер неће се покретати на другом микроконтролеру. Различити пројекти засновани на микроконтролеру захтевају различите породице микроконтролера.
Различите породице микроконтролера су породица 8051, породица АВР, породица АРМ, породица ПИЦ и многи други.
Породица АВР микроконтролера
АВР породица микроконтролера
АВР микроконтролер прихвата величину инструкција од 16 бита или 2 бајта. Састоји се од флеш меморије која садржи 16-битну адресу. Овде се упутства чувају директно.
АВР микроконтролери-АТМега8, АТМега32 се широко користе.
ПИЦ породица микроконтролера
ПИЦ породица микроконтролера
ПИЦ микроконтролер свака инструкција прихвата 14-битну инструкцију. Фласх меморија може да сачува адресу од 16 бита. Ако се првих 7 битова проследи у флеш меморију, преостали битови се могу сачувати касније.
Међутим, ако је прошло 8 битова, преосталих 6 битова се троши. Лагано, ово заправо зависи од произвођача.
Стога је одабир одговарајуће породице микроконтролера за дизајн уграђеног система веома важан у процесу.
Избор архитектуре микроконтролера
Појам „архитектура“ дефинише комбинацију периферних уређаја који се користе за извршавање задатака. Постоје две врсте архитектуре микроконтролера за пројекте засноване на микроконтролеру.
Из Неуманнове архитектуре
Архитектура Вон Неуманн позната је и под називом Принцетон Арцхитецтуре. У овој архитектури ЦПУ комуницира са једном магистралом података и адресама, на РАМ и РОМ. ЦПУ истовремено преузима упутства из РАМ-а и РОМ-а.
Вон-Неуманнова архитектура
Ове се инструкције извршавају секвенцијално кроз једну магистралу и стога је потребно више времена за извршавање сваке инструкције. Стога можемо рећи да је процес Вон Невманове архитектуре врло спор.
Архитектура Харварда
У архитектури Харварда, ЦПУ има две одвојене магистрале, а то су магистрала адреса и магистрала података за комуникацију са РАМ-ом и РОМ-ом. ЦПУ преузима и извршава упутства из РАМ и РОМ меморија кроз засебну сабирницу података и сабирницу адреса. Стога је потребно мање времена за извршавање сваке наредбе, што ову архитектуру чини веома популарном.
Архитектура Харварда
Стога је за било који дизајн уграђеног система најбољи микроконтролер углавном онај са Харвард архитектуром.
Упутство Сет избора микроконтролера
Скуп инструкција је скуп основних инструкција попут аритметичких, условних, логичких итд. Које се користе за обављање основних операција у микроконтролеру. Архитектура микроконтролера ради на основу скупа инструкција.
За све пројекте засноване на микроконтролеру доступни су микроконтролери засновани на РИСЦ или ЦИСЦ скупу инструкција.
Архитектура заснована на РИСЦ-у
РИСЦ је скраћеница за рачунар са смањеним низом инструкција. Скуп инструкција РИСЦ изводи све аритметичке, логичке, условне, логичке операције у једном или два циклуса инструкција. Опсег РИСЦ скупа инструкција је<100.
Архитектура заснована на РИСЦ-у
Машина заснована на РИСЦ-у брже извршава упутства јер не постоји слој микрокода. РИСЦ архитектура садржи посебне операције спремања оптерећења које се користе за премештање података из унутрашњих регистара и меморије.
РИСЦ чип је направљен са мањим бројем транзистора, због чега је трошак низак. За било који дизајн уграђеног система, углавном се даје предност РИСЦ чипу.
Архитектура заснована на ЦИСЦ-у
ЦИСЦ је скраћеница за сложени рачунар са комплетом инструкција. ЦИСЦ скупу инструкција треба четири или више циклуса инструкција за извршавање свих аритметичких, логичких, условних, логичких инструкција. Опсег ЦИСЦ скупа инструкција је> 150.
Архитектура заснована на ЦИСЦ-у
Машина заснована на ЦИСЦ-у извршава инструкције спорије у поређењу са РИСЦ архитектуром, јер се овде инструкције пре извођења претварају у малу величину кода.
Избор меморије микроконтролера
Избор меморије је веома важан при одабиру најбољег микроконтролера, јер перформансе система зависе од меморија.
Сваки микроконтролер може садржати било који тип меморије, а то су:
Уграђена меморија
Мемори Искључена меморија
Уграђена и искључена меморија
Уграђена меморија
Уграђена меморија односи се на било коју меморију попут РАМ-а, РОМ-а која је уграђена у сам чип микроконтролера. РОМ је врста уређаја за складиштење података који у њему могу трајно да чувају податке и апликације.
РАМ меморија је врста меморије која се користи за привремено складиштење података и програма. Микроконтролери са уграђеном меморијом нуде велику брзину обраде података, али меморија за складиштење је ограничена. Тако се микроконтролери са искљученим чипом користе за постизање високих могућности меморије.
Искључена меморија
Меморија ван чипа односи се на било коју меморију попут РОМ-а, РАМ-а и ЕЕПРОМ-а које су спојене споља. Спољне меморије се понекад називају секундарне меморије које се користе за чување велике количине података.
Захваљујући овом екстерном управљачу меморијом смањује се брзина током преузимања и складиштења података. Овој спољној меморији су потребне спољне везе, па се повећава сложеност система.
Избор чипа микроконтролера
Избор чипа је веома важан у развоју а пројекат заснован на микроконтролеру . ИЦ се једноставно назива пакет. Интегрисани кругови су заштићени како би омогућили лако руковање и заштитили уређаје од оштећења. Интегрисани кругови се састоје од хиљада основне компоненте у електроници као што су транзистори, диоде, отпорници, кондензатори.
Микроконтролери су доступни у много различитих врста ИЦ пакета и сваки има своје предности и недостатке. Најпопуларнија ИЦ је Двоструки линијски пакет (ДИП), користи се углавном у било ком дизајну уграђеног система.
ДИП (двоструки у линији) микроконтролер
1. ДИП (двоструки линијски пакет)
2. СИП (један линијски пакет)
3. СОП (мали контурни пакет)
4. КФП (четверокутни пакет)
5. ПГА (Пин Грид Арраи)
6. БГА (Балл Грид Арраи)
7. ТКФП (Тин Куад флат пакет)
ИДЕ избор микроконтролера
ИДЕ представља интегрисано развојно окружење и представља софтверску апликацију која се користи у већини пројеката заснованих на микроконтролеру. ИДЕ се обично састоји од уређивача изворног кода, компајлера, интерпретатора и програма за проналажење погрешака. Користи се за развој уграђених апликација. ИДЕ се користи за програмирање микроконтролера.
ИДЕ избор микроконтролера
ИДЕ се састоји од следећих компоненти: -
Уређивач изворног кода
Састављач
Дебуггер
Везе
Тумач
Хек датотека претварач
Уредник
Уређивач изворног кода је уређивач текста који је посебно дизајниран за програмере за писање изворног кода апликација.
Састављач
Преводник је програм који преводи језик високог нивоа (Ц, уграђени Ц) у језик машинског нивоа (0 ’и 1’ формат). Компајлер прво скенира цео програм, а затим га преводи у машински код који ће извршити рачунар.
Постоје две врсте компајлера: -
Нативе Цомпилер
Када се апликативни програм развије и компајлира на истом систему, познат је као изворни компајлер. ПР: Ц, ЈАВА, Орацле.
Цросс цомпилер
Када се апликативни програм развије на главном систему и компајлира на циљном систему, он се назива унакрсни компајлер. Све пројекте засноване на микроконтролеру развија крижни преводилац. Ек Ембеддед Ц, склоп, микроконтролери.
Дебуггер
Програм за отклањање грешака је програм који се користи за тестирање и отклањање грешака у осталим програмима, као што је циљни програм. Отклањање грешака је процес проналажења и смањења броја грешака или недостатака у програму.
Везе
Линкер је програм који узима једну или више објективних датотека од компајлера и комбинује их у један извршни програм.
Тумач
Тумач је део софтвера који претвара језик високог нивоа у машински читљив језик, ред по ред. Свака инструкција кода се тумачи и извршава одвојено у секвенцијалном начину. Ако се у делу упутства нађе било каква грешка, зауставиће се тумачење кода.
Различити микроконтролери са апликацијама
Ево резимеа табеле која даје информације о различитим микроконтролерима и пројектима у којима се могу користити.
Различити микроконтролери за различите примене
Да ли сте спремни да изаберете најбољи микроконтролер за свој пројекат? Надамо се да сте до сада морали имати јасну слику у вези са тим који ће микроконтролер бити најприкладнији за ваш уграђени систем. За вашу референцу, разне уграђени пројекти можете наћи на веб локацији едгефккитс.
Ево основног питања за вас - За већину пројеката заснованих на микроконтролеру, комбинујући све најбоље карактеристике које смо горе поменули, која породица микроконтролера је углавном пожељна и зашто?
Молимо вас да своје одговоре дате заједно са повратним информацијама у одељку за коментаре датом у наставку.
Фото кредити:
8-битни микроконтролери од рапидонлине
16-битни микроконтролер од директна индустрија
32-битни микроконтролер од рапидонлине
АВР породица микроконтролера од електролине
ПИЦ породица микроконтролера од енгинеерсгараге
Харвард Арцхитецтуре би еецаталог.цом
Архитектура заснована на РИСЦ-у елецтроницсвеекли.цом
Архитектура заснована на ЦИСЦ-у студидроид.цом
ДИП (двоструки у линији) микроконтролер од т2.гстатиц.цом
