12 specifikacijų, į kurias reikia atsižvelgti renkantis savo gaminio mikrovaldiklį - 💡 Fix My Ideas

12 specifikacijų, į kurias reikia atsižvelgti renkantis savo gaminio mikrovaldiklį

12 specifikacijų, į kurias reikia atsižvelgti renkantis savo gaminio mikrovaldiklį


Autorius: Ethan Holmes, 2019

Didžioji dauguma elektroninių gaminių reikalauja mikrokontrolerio arba mikroprocesoriaus, kuris tarnauja kaip smegenys. Pažangiems produktams, kuriems reikalingos didelės spartos apdorojimo galimybės (t. Y. Išmanusis telefonas ar planšetinis kompiuteris), tada reikia mikroprocesoriaus, kitaip mikrovaldiklis paprastai yra geriausias sprendimas. Pavyzdžiui, Arduino yra pagrįstas mikrokontroleriu, o Raspberry Pi yra pagrįstas mikroprocesoriumi.

Labiausiai tikėtina, kad jūsų elektronikos dizainui reikės mikrovaldiklio. Apskritai mikrovaldiklis gali būti laikomas kompiuteriu, pastatytu į vieną integruotą grandinę, kurioje yra procesorius, atmintis ir įvairūs išoriniai įrenginiai. Yra daug mikrokontrolerių pasirinkimų, galbūt daugybė pasirinkimų.

Nors „Google“ paieška gali jus nukreipti teisinga kryptimi, rekomenduoju ieškoti mikrokontrolerių pagrindiniuose elektroninių komponentų platintojuose, tokiuose kaip „Digikey“, „Arrow“ ir „Mouser“. Tai leis susiaurinti paiešką tik su aktyviai prieinamais mikrokontroleriais. Taip pat galite greitai palyginti kainas.

Projekto pradžioje gera idėja yra sukurti schemą, kurią suprantate. Kokių dalykų ketinate prisijungti prie mikrovaldiklio?

Sistemos bloko schema yra neįkainojama šiam ankstyvam planavimui ir gali pasakyti, kiek įvesties ir išvesties (I / O) kaiščių ir nuosekliųjų ryšių prievadų reikia projektui.

Mikrokontroleriuose gali būti įvairių išorinių įrenginių. Toliau pateiktas sąrašas yra keletas funkcijų, kurias galima rasti šiuolaikiniuose mikrovaldikliuose.

Atmintis: dauguma šiandien prieinamų mikrovaldiklių yra įmontuota FLASH ir RAM atmintis. FLASH yra nepastovi atmintis, naudojama programų saugojimui, o RAM yra nepastovi atmintis, naudojama laikinam saugojimui. Kai kurie mikrokontroleriai taip pat turi EEPROM atmintį, skirtą nuolat saugoti duomenis.

Skaitmeninis bendrosios paskirties įvestis ir išėjimas (GPIO): tai loginio lygio smeigtukai, naudojami įvedimui ir išėjimui. Paprastai jie gali kriauklę arba šaltinį iki kelių dešimčių milimetrų ir gali būti sukonfigūruoti kaip atviras nutekėjimas arba stumiamasis traukimas.

Analoginis įėjimas: Daugelis mikrovaldiklių turi galimybę tiksliai skaityti analoginę įtampą. Mikrokontrolerius mėginius ima analoginiai signalai per analoginį skaitmeninį keitiklį (ADC).

Analoginis išėjimas: Mikrovaldiklis gali generuoti analoginius signalus per skaitmeninį į analoginį keitiklį (DAC) arba impulsų pločio moduliavimo (PWM) generatorių. Ne visuose mikrokontroleriuose yra DAC, tačiau jie siūlo PWM galimybes.

„Circuit Programming“ (ISP): ISP leidžia programuoti mikrovaldiklį, kai jis yra įdiegtas taikomojoje grandinėje, užuot jį pašalinę programavimui. Du dažniausiai pasitaikantys IPT protokolai yra JTAG ir SWD.

Belaidis: jei jūsų gaminiui reikia belaidžių galimybių, yra specialūs mikrokontroleriai, kuriuose yra „Bluetooth“, „WiFi“, „ZigBee“ ir kiti belaidžiai standartai.

Serijinis ryšys

Visi mikrokontroleriai suteikia tam tikrą serijos ryšio tipą. Toliau aprašomi įvairūs serijos ryšio protokolai, paprastai siūlomi su mikrokontroleriais:

Universalus asinchroninis imtuvo siųstuvas (UART) yra nuoseklusis prievadas, kuris perduoda skaitmeninius žodžius, paprastai 7–8 bitų ilgio, tarp pradinio bitų ir pasirinktinio pariteto bitų ir vieno ar dviejų stabdymo bitų. UART paprastai naudojamas kartu su kitais standartais, pvz., RS-232 arba RS-485.

UART yra seniausias serijos ryšio tipas. UART yra asinchroninis protokolas, kuris reiškia, kad nėra laikrodžio signalo. Daugelis mikrokontrolerių taip pat turi sinchroninę UART versiją, vadinamą USART.

Serijinė periferinė sąsaja (SPI): SPI naudojama trumpo nuotolio ryšiui tarp mikrokontrolerio ir periferinių įrenginių. SPI yra sinchroninis protokolas, kuris reiškia, kad jame yra laikrodis. SPI yra 4 laidų standartas, į kurį įeina duomenys, duomenys, laikrodis ir lusto pasirinkimo signalai.

Inter Integrated Circuit (I2C): I2C taip pat parašytas kaip I2C yra 2 laidų nuoseklioji magistralė, naudojama ryšiui tarp mikrokontrolerio ir kitų plokščių lustų. Kaip ir SPI, I2C taip pat yra sinchroninis protokolas. Tačiau, skirtingai nei SPI, I2C naudoja vieną eilutę ir duomenims, ir duomenims. Be to, vietoj lusto pasirinkimo signalo, I2C naudoja unikalų adresą kiekvienam periferiniam įrenginiui. I2C pranašumas yra tik dviejų laidų naudojimas, tačiau jis yra lėčiau nei SPI.

Universaliosios serijos magistralė (USB) yra standartas, kuris yra gerai žinomas daugeliui žmonių. USB yra vienas iš sparčiausių nuosekliųjų ryšio protokolų. Paprastai jis naudojamas periferiniams įrenginiams sujungti, kuriems reikalingi dideli duomenų perdavimo kiekiai.

Kontrolieriaus srities tinklas (CAN) yra serijinis ryšio standartas, specialiai sukurtas naudoti automobiliuose.

Pažymėtinos mikrovaldiklio šerdys

Yra keletas mikrokontrolerių šerdys, kurios turi tam tikrą žinomumą ir yra vertingos. Žemiau yra keturios dažniausiai pasitaikančios:

ARM Cortex-M

32 bitų ARM Cortex M serija yra viena iš dažniausiai naudojamų mikrokontrolerių šerdelių. ARM iš tikrųjų nesudaro ir neparduoda mikrokontrolerių, o licencija savo architektūrą kitiems lustų kūrėjams.

Daugelis kompanijų siūlo „Cortex-M“ mikrovaldiklius, įskaitant „ST Microelectronics“, „Freescale Semiconductor“, „Silicon Labs“, „Texas Instruments“ ir „Atmel“.

Cortex M serijos mikrokontroleriai yra mano mėgstamas pasirinkimas produktams, kurie bus pateikti rinkai. Jie yra nebrangūs, galingi ir plačiai naudojami.

8051

8 bitų „8051“ mikrovaldiklis buvo sukurtas „Intel“ dar 1980 metais. Tai seniausias mikrokontrolerio šerdis, kuris vis dar naudojamas šiandien. Šiuo metu „8051“ galima įsigyti patobulintose moderniose versijose, kurias parduoda ne mažiau kaip 8 skirtingi puslaidininkiai. Pavyzdžiui, populiarus „CSR“ („CSR101x“) „Blue Low Energy“ lustas naudoja 8051 branduolį.

PIC

PIC yra Microchip mikrokontrolerių šeima. Jie yra labai populiarūs ir yra įvairių variantų. Kaiščių, paketų stiliaus ir lustų periferinių įrenginių pasirinkimo vietų skaičius pateikiamas beveik begalinėje kombinacijų grupėje.

Atmel AVR

Mikrokontrolerio linija, žinoma kaip AVR iš „Atmel“, geriausiai žinoma kaip smegenys daugelyje „Arduino“ versijų. Taigi daugeliui kūrėjų lengva pereiti iš „Arduino“ į „Atmel AVR“ mikrovaldiklį. Vis dėlto sužinojau, kad paprastai galite gauti vieną iš kitų branduolių su panašiu ar geresniu našumu keletą dolerių pigiau.

Išvada

Pasirinkę mikrovaldiklį, kitas žingsnis yra mikrokontrolerio grandinės projektavimas ir visų išorinių įrenginių prijungimas. Aptarsiu šią temą mano sekančiame šio serijos straipsnyje.

Norite sužinoti daugiau apie elektroninio gaminio projektavimą? Tada patikrinkite mano išsamų dviejų dalių vadovą Kaip sukurti ir prototipuoti naują elektroninį gaminį.



Jums Gali Būti Įdomu

$ 75 Sous Vide panardinimo viryklė

$ 75 Sous Vide panardinimo viryklė


Šią savaitę naudotojų naujovėse ...

Šią savaitę naudotojų naujovėse ...


Super Awesome Sylvia stato MiniPOV

Super Awesome Sylvia stato MiniPOV


„Detroit Mini Assembly Line“ nomadiniai kūriniai

„Detroit Mini Assembly Line“ nomadiniai kūriniai