Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

12 specifikacije, ki jih je treba upoštevati pri izbiri mikrokrmilnika za vaš izdelek

Velika večina elektronskih izdelkov potrebuje mikrokontroler ali mikroprocesor, ki služi kot možgani. Za napredne izdelke, ki potrebujejo zmogljive obdelovalne zmogljivosti (npr. Pametni telefon ali tablični računalnik), je potreben mikroprocesor, sicer je mikrokrmilnik običajno najboljša rešitev. Kot primer, Arduino temelji na mikrokrmilniku in Raspberry Pi temelji na mikroprocesorju.

Najverjetneje bo vaša elektronika načrtovala mikrokrmilnik. Na splošno lahko mikrokontroler zamišljamo kot računalnik, ki je vgrajen v eno integrirano vezje, ki vsebuje procesor, pomnilnik in različne zunanje naprave. Obstaja veliko možnosti za mikrokontrolerje, morda veliko število izbir.

Čeprav bi vas iskanje na Googlu lahko usmerilo v pravo smer, vam priporočam, da iščete mikrokontrolerje na glavnih distributerjih elektronskih komponent, kot so Digikey, Arrow in Mouser. To vam bo omogočilo, da omejite iskanje samo na mikrokrmilnike, ki so aktivno na voljo. Prav tako vam omogoča hitro primerjavo cen.

Na začetku projekta je dobro sestaviti blok diagram sistema, ki ga zamišljate. Kakšne stvari se boste povezali z mikrokrmilnikom?

Sistemski blok diagram je neprecenljiv za to zgodnje načrtovanje in vam lahko pove, koliko vhodnih in izhodnih (I / O) priključkov in serijskih komunikacijskih vrat potrebujete za projekt.

Mikrokontrolerji lahko vključujejo široko paleto zunanjih naprav. Naslednji seznam je nekaj funkcij, ki jih lahko najdemo na sodobnih mikrokontrolerjih.

Pomnilnik: Večina mikrokontrolerjev, ki so danes na voljo, vključuje vgrajeno pomnilnik FLASH in RAM. FLASH je neobstojni pomnilnik, ki se uporablja za shranjevanje programov, RAM pa je spremenljiv spomin, ki se uporablja za začasno shranjevanje. Nekateri mikrokontrolerji vključujejo tudi EEPROM pomnilnik za trajno shranjevanje podatkov.

Digitalni vhod in izhod splošnega namena (GPIO): To so logični nivoji, ki se uporabljajo za vhod in izhod. Na splošno se lahko potopijo ali izlivajo do nekaj deset mlinov in jih je mogoče konfigurirati kot odprt odtok ali potisno potiskanje.

Analogni vhod: Večina mikrokontrolerjev ima možnost natančnega branja analogne napetosti. Analogni signali se vzorčijo z mikrokrmilnikom preko analognega pretvornika (ADC).

Analogni izhod: Analogni signali lahko generira mikrokrmilnik preko digitalnega analognega pretvornika (DAC) ali generatorja impulzne širine (PWM). Vsi mikrokontrolerji ne vsebujejo DAC, vendar ponujajo zmogljivosti PWM.

V programiranju vezij (ISP): ISP vam omogoča programiranje mikrokrmilnika, ko je nameščen v aplikacijskem vezju, namesto da bi ga morali odstraniti za programiranje. Dva najpogostejša protokola ISP sta JTAG in SWD.

Brezžična povezava: če vaš izdelek potrebuje brezžične zmogljivosti, so na voljo specializirani mikrokrmilniki, ki ponujajo Bluetooth, WiFi, ZigBee in druge brezžične standarde.

Serijska komunikacija

Vsi mikrokontrolerji zagotavljajo vrsto serijske komunikacije. Spodaj so opisani različni serijski komunikacijski protokoli, ki so ponavadi na voljo z mikrokontrolerji:

Univerzalni asinhroni oddajnik (UART) je serijska vrata, ki prenašajo digitalne besede, običajno dolžine od 7 do 8 bitov, med začetnim in neobveznim paritetnim bitom in enim ali dvema zaustavnima bitoma. UART se običajno uporablja skupaj z drugimi standardi, kot sta RS-232 ali RS-485.

UART je najstarejša vrsta serijske komunikacije. UART je asinhroni protokol, kar pomeni, da ni signala ure. Številni mikrokontrolerji vključujejo tudi sinhrono različico UART, imenovano USART.

Serijski periferni vmesnik (SPI): SPI se uporablja za serijsko komunikacijo na kratkih razdaljah med mikrokrmilnikom in zunanjimi napravami. SPI je sinhroni protokol, kar pomeni, da vključuje časovni signal za merjenje časa. SPI je 4-žični standard, ki vključuje podatke, izhodne podatke, uro in signale za izbiro čipov.

Inter-integrirano vezje (I2C): I2C je napisano tudi kot I2C, je 2-žična serijska vodila, ki se uporablja za komunikacijo med mikrokrmilnikom in drugimi čipi na plošči. Tako kot SPI je tudi I2C sinhroni protokol. Vendar, za razliko od SPI, I2C uporablja eno vrstico za podatke in podatke. Tudi I2C namesto signala za izbiro čipa uporablja edinstven naslov za vsako periferno enoto. Prednost I2C je le uporaba dveh žic, vendar je počasnejša od SPI.

Univerzalna serijska vodila (USB) je standard, ki je znan večini ljudi. USB je eden najhitrejših serijskih komunikacijskih protokolov. Običajno se uporablja za priključitev zunanjih naprav, ki zahtevajo velike količine prenosa podatkov.

Regulacijsko omrežje (CAN) je serijski komunikacijski standard, razvit posebej za uporabo v avtomobilskih aplikacijah.

Pomembna jedra mikrokrmilnika

Obstaja več jeder mikrokrmilnika, ki imajo nekaj nazornosti in jih je vredno opisati. Spodaj so štirje najpogostejši:

ARM Cortex-M

32-bitna serija ARM Cortex M je ena izmed najpogosteje uporabljenih jeder mikrokrmilnika. ARM dejansko ne izdeluje in prodaja mikrokontrolerjev, temveč licencira svojo arhitekturo drugim izdelovalcem čipov.

Mnoga podjetja ponujajo mikrokrmilnike Cortex-M, vključno s ST Microelectronics, Freescale Semiconductor, Silicon Labs, Texas Instruments in Atmel.

Mikrokrmilniki serije Cortex M so moja najljubša izbira za izdelke, ki bodo na trg. So poceni, zmogljivi in ​​se pogosto uporabljajo.

8051

8-bitni 8051 mikrokontroler je Intel razvil že leta 1980. To je najstarejše mikrokrmilniško središče, ki se še danes pogosto uporablja.8051 je trenutno na voljo v naprednih sodobnih različicah, ki jih prodaja vsaj 8 različnih proizvajalcev polprevodnikov. Na primer, priljubljeni čip Bluetooth Low-Energy iz CSR (CSR101x) uporablja jedro 8051.

PIC

PIC je družina mikrokontrolerjev podjetja Microchip. So zelo priljubljeni in prihajajo v široko paleto možnosti. Število pinov, slog paketa in izbira perifernih naprav na čipu so na voljo v skoraj neskončnem nizu kombinacij.

Atmel AVR

Mikrokrmilniška linija, znana kot AVR podjetja Atmel, je najbolj znana kot možgani v večini različic Arduina. Tako je za mnoge proizvajalce preprost prehod z Arduino na mikrokrmilnik Atmel AVR. Vendar pa sem ugotovil, da lahko običajno dobite eno od drugih jeder s podobno ali boljšo zmogljivostjo za nekaj dolarjev ceneje.

Zaključek

Ko ste izbrali mikrokrmilnik, je naslednji korak načrtovanje mikrokontrolnega vezja in povezovanje vseh perifernih naprav. O tej temi bom razpravljal v naslednjem članku v tej seriji.

Želite izvedeti več o oblikovanju elektronskega izdelka? Nato si oglejte moj podrobni vodnik za dva dela Kako razviti in izdelati nov elektronski izdelek.

Delež

Pustite Komentar