Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

12 Specs to Consider When Choosing a Microcontroller for Your Product

Sebilangan besar produk elektronik memerlukan mikropengaji atau mikropemproses untuk berfungsi sebagai otak. Untuk produk canggih yang memerlukan keupayaan pemprosesan berkelajuan tinggi (iaitu telefon pintar atau tablet) maka mikropemproses diperlukan, jika tidak, mikropengawal biasanya penyelesaian terbaik. Sebagai contoh, Arduino didasarkan pada mikrokontroler dan Raspberry Pi didasarkan pada mikropemproses.

Kemungkinan besar reka bentuk elektronik anda akan memerlukan mikrokontroler. Secara amnya mikropengawal boleh dianggap sebagai komputer yang dibina ke litar bersepadu tunggal yang mengandungi pemproses, ingatan dan pelbagai persisian. Terdapat banyak pilihan untuk mikrokontroler, mungkin terdapat banyak pilihan.

Walaupun carian di Google dapat mengarahkan anda ke arah yang betul, saya cadangkan mencari mikrokontroler pada pengedar komponen elektronik utama seperti Digikey, Arrow, dan Mouser. Ini akan membolehkan anda untuk mengecilkan carian anda kepada hanya mikrokontroler yang sedia aktif. Ia juga membolehkan anda dengan cepat membandingkan harga.

Pada permulaan sesuatu projek, adalah idea yang baik untuk menggambar gambarajah blok sistem yang anda ingini. Apakah jenis perkara yang akan anda sambungkan ke mikropengawal?

Gambar gambarajah sistem tidak ternilai untuk perancangan awal ini dan boleh memberitahu anda berapa banyak input dan output (I / O) pin dan port komunikasi bersiri diperlukan untuk projek itu.

Mikrokontroler boleh merangkumi pelbagai jenis peranti. Senarai berikut adalah beberapa ciri yang boleh didapati di mikrokontroler moden.

Memori: Kebanyakan mikrokontroler yang tersedia hari ini termasuk memori terbina dalam FLASH dan memori RAM. FLASH adalah memori yang tidak menentu yang digunakan untuk penyimpanan program, dan RAM adalah memori yang tidak menentu yang digunakan untuk storan sementara. Sesetengah mikrokontroler juga termasuk memori EEPROM untuk menyimpan data secara kekal.

Input dan Output Tujuan Umum Digital (GPIO): Ini adalah pin peringkat logik yang digunakan untuk input dan output. Secara amnya mereka boleh tenggelam atau menghasilkan sehingga beberapa puluhan millamps dan boleh dikonfigurasikan sebagai longkang terbuka atau tarik tarik.

Input analog: Kebanyakan mikrokontroler mempunyai kebolehan untuk membaca voltan analog dengan tepat. Isyarat analog dicontohkan oleh mikrokontroler melalui Analog to Digital Converter (ADC).

Output analog: Isyarat analog boleh dijana oleh mikrokontroler melalui Digital to Analog Converter (DAC) atau penjana Modul Lebar Pulse (PWM). Tidak semua mikrokontroler termasuk DAC tetapi mereka menawarkan keupayaan PWM.

Dalam Pemrograman Litar (ISP): ISP membolehkan anda memprogramkan mikrokontroler semasa dipasang di litar permohonan, dan bukannya mengeluarkannya untuk pengaturcaraan. Kedua-dua protokol ISP yang paling biasa adalah JTAG dan SWD.

Tanpa Wayar: Jika produk anda memerlukan keupayaan tanpa wayar, maka ada mikrokontroler khusus yang tersedia yang menawarkan Bluetooth, WiFi, ZigBee, dan standard wayarles lain.

Komunikasi siri

Semua mikrokontroler menyediakan beberapa jenis komunikasi siri. Pelbagai protokol komunikasi bersiri yang biasa ditawarkan dengan mikrokontroler diterangkan di bawah:

Pemancar Penerima Asynchronous Universal (UART) adalah port bersiri yang menghantar perkataan digital, biasanya panjang 7 hingga 8 bit, antara bit mula dan bit pariti pilihan dan satu atau dua bit berhenti. UART biasanya digunakan bersama dengan standard lain seperti RS-232 atau RS-485.

UART adalah jenis komunikasi tertulis yang tertua. UART adalah protokol asynchronous yang bermaksud tidak ada isyarat jam. Banyak mikrokontroler juga termasuk versi segerak UART yang dipanggil USART.

Antara muka Perisian Serial (SPI): SPI digunakan untuk komunikasi siri jarak pendek antara mikrokontroler dan peranti. SPI adalah protokol segerak yang bermaksud ia termasuk isyarat jam untuk masa. SPI ialah piawai 4 wayar yang mengandungi data masuk, data keluar, jam, dan isyarat pilih cip.

Antara litar Bersepadu (I2C): I2C juga ditulis sebagai I2C ialah bas siri 2-wayar yang digunakan untuk komunikasi antara mikrokontroler dan cip lain di papan. Seperti SPI, I2C juga merupakan protokol segerak. Walau bagaimanapun, tidak seperti SPI, I2C menggunakan satu baris untuk kedua-dua data masuk dan data. Selain daripada isyarat pilih cip, I2C menggunakan alamat unik untuk setiap peranti. I2C mempunyai kelebihan hanya menggunakan 2 kabel, tetapi ia lebih perlahan daripada SPI.

Universal Serial Bus (USB) adalah standard yang biasa bagi kebanyakan orang. USB adalah salah satu protokol komunikasi bersiri terpantas. Ia biasanya digunakan untuk menyambungkan peripheral yang memerlukan banyak pemindahan data.

Rangkaian Kawasan Pengawal (CAN) adalah standard komunikasi bersiri yang dibangunkan khusus untuk digunakan dalam aplikasi automotif.

Corak Mikrokontroler yang ketara

Terdapat beberapa mikrokontroler teras yang mempunyai beberapa ketenaran dan bernilai menggambarkan. Berikut adalah empat daripada yang paling biasa:

ARM Cortex-M

Siri ARM Cortex M 32-bit adalah salah satu teras mikrokontroler yang paling biasa digunakan hari ini. ARM sebenarnya tidak membuat dan menjual mikrokontroler, sebaliknya mereka melesenkan arsitektur mereka kepada pembuat cip lain.

Banyak syarikat menawarkan microcontrollers Cortex-M termasuk ST Microelectronics, Freescale Semiconductor, Silicon Labs, Texas Instruments, dan Atmel.

Cortex M siri microcontrollers adalah pilihan kegemaran saya untuk produk yang akan dibawa ke pasaran. Mereka adalah kos rendah, kuat, dan banyak digunakan.

8051

Mikrokontroler 8-bit 8051 telah dibangunkan oleh cara Intel pada tahun 1980. Ia merupakan teras mikrokontroler tertua yang lazimnya masih digunakan hari ini. 8051 kini boleh didapati dalam versi moden yang dipertingkatkan yang dijual oleh sekurang-kurangnya 8 pembuatan semikonduktor yang berbeza. Sebagai contoh, cip Rendah Bluetooth yang popular dari CSR (CSR101x) menggunakan teras 8051.

PIC

PIC adalah keluarga mikrokontroler dari Microchip. Mereka sangat popular dan datang dalam pelbagai pilihan. Bilangan pin, gaya pakej, dan pemilihan pada perkakasan cip ditawarkan dalam pelbagai gabungan yang hampir tidak berkesudahan.

Atmel AVR

Baris mikrokontroler yang dikenali sebagai AVR dari Atmel lebih dikenali sebagai otak dalam kebanyakan versi Arduino. Oleh itu, bagi banyak pembuat ia adalah peralihan yang mudah dari Arduino kepada pengawal mikro AVR Atmel. Walau bagaimanapun, saya dapati bahawa anda biasanya boleh mendapatkan satu teras lain dengan prestasi yang serupa atau lebih baik untuk beberapa dolar lebih murah.

Kesimpulannya

Setelah anda memilih mikrokontroler langkah seterusnya adalah merancang litar mikrokontroler dan menyambungkan semua peralatan. Saya akan membincangkan topik itu untuk artikel seterusnya dalam siri ini.

Ingin mengetahui lebih lanjut mengenai mereka bentuk produk elektronik? Kemudian periksa panduan bahagian dua terperinci saya Bagaimana Membangun dan Prototaip Produk Elektronik Baru.

Kongsi

Meninggalkan Komen