12 спецификации за разглеждане при избор на микроконтролер за вашия продукт - 💡 Fix My Ideas

12 спецификации за разглеждане при избор на микроконтролер за вашия продукт

12 спецификации за разглеждане при избор на микроконтролер за вашия продукт


Автор: Ethan Holmes, 2019

По-голямата част от електронните продукти изискват микроконтролер или микропроцесор да служи като мозък. За напреднали продукти, които се нуждаят от високоскоростни възможности за обработка (т.е. смартфон или таблет), е необходим микропроцесор, в противен случай микроконтролерът обикновено е най-доброто решение. Като примери, Arduino се базира на микроконтролер и Raspberry Pi е базиран на микропроцесор.

Най-вероятно дизайнът на вашата електроника ще се нуждае от микроконтролер. Като цяло микроконтролерът може да се разглежда като компютър, вграден в една интегрална схема, която съдържа процесор, памет и различни периферни устройства. Има много възможности за избор на микроконтролери, може би един огромен избор.

Въпреки че търсенето в Google може да ви насочи в правилната посока, аз препоръчвам да търсите микроконтролери на основните дистрибутори на електронни компоненти като Digikey, Arrow и Mouser. Това ще ви позволи да ограничите търсенето само до микроконтролери, които са активно достъпни. Той също така ви позволява бързо да сравнявате цените.

В началото на проекта е добра идея да се направи блокова диаграма на системата, която си представяте. Какви неща ще свържете с микроконтролера?

Системната блокова диаграма е безценна за това ранно планиране и може да ви каже колко входни и изходни (I / O) игли и серийни комуникационни портове са необходими за проекта.

Микроконтролерите могат да включват голямо разнообразие от периферни устройства. Следващият списък е част от функциите, които могат да бъдат намерени на съвременните микроконтролери.

Памет: Повечето налични микроконтролери включват вградена FLASH и RAM памет. FLASH е енергонезависима памет, използвана за съхранение на програмата, а RAM е енергонезависима памет, използвана за временно съхранение. Някои микроконтролери също включват EEPROM памет за постоянно съхраняване на данни.

Цифров вход и изход с общо предназначение (GPIO): Това са щифтове за логическо ниво, използвани за въвеждане и извеждане. Обикновено те могат да потънат или да се източат до няколко десетки мелници и могат да бъдат конфигурирани като отворен дренаж или издърпване.

Аналогов вход: Повечето микроконтролери имат възможност точно да прочетат аналогово напрежение. Аналогови сигнали се вземат от микроконтролера чрез аналогово-цифров преобразувател (ADC).

Аналогов изход: Аналогови сигнали могат да бъдат генерирани от микроконтролера чрез цифрово-аналогов преобразувател (ЦАП) или генератор на импулсна ширинна модулация (ШИМ). Не всички микроконтролери включват DAC, но те предлагат PWM възможности.

В програмирането на вериги (ISP): ISP ви позволява да програмирате микроконтролер, докато той е инсталиран в схемата на приложението, вместо да се налага да го премахвате за програмиране. Двата най-често използвани протокола за ISP са JTAG и SWD.

Безжична връзка: Ако вашият продукт се нуждае от безжични възможности, има специализирани микроконтролери, които предлагат Bluetooth, WiFi, ZigBee и други безжични стандарти.

Серийна комуникация

Всички микроконтролери осигуряват някакъв вид серийна комуникация. Различните последователни комуникационни протоколи, които обикновено се предлагат с микроконтролери, са описани по-долу:

Универсален асинхронен приемник (UART) е сериен порт, който предава цифрови думи, обикновено с дължина от 7 до 8 бита, между стартов бит и допълнителен бит за паритет и един или два стоп-бита. UART обикновено се използва заедно с други стандарти като RS-232 или RS-485.

UART е най-старият тип серийна комуникация. UART е асинхронен протокол, което означава, че няма тактов сигнал. Много микроконтролери също включват синхронна версия на UART, наречена USART.

Сериен периферен интерфейс (SPI): SPI се използва за серийна комуникация на къси разстояния между микроконтролера и периферните устройства. SPI е синхронен протокол, което означава, че включва тактов сигнал за синхронизация. SPI е 4-жилен стандарт, който включва данни, изходни данни, часовник и сигнали за избор на чип.

Интер интегрална схема (I2C): I2C също е написана като I2C е двужилна серийна шина, използвана за комуникация между микроконтролера и други чипове на дъската. Подобно на SPI, I2C също е синхронен протокол. Въпреки това, за разлика от SPI, I2C използва един ред за извеждане на данни и данни. Също така вместо сигнал за избор на чип, I2C използва уникален адрес за всяка периферия. I2C има предимството да използва само 2 жици, но е по-бавен от SPI.

Универсалната серийна шина (USB) е стандарт, познат на повечето хора. USB е един от най-бързите серийни комуникационни протоколи. Обикновено се използва за свързване на периферни устройства, които изискват големи количества трансфер на данни.

Controller Area Network (CAN) е сериен комуникационен стандарт, разработен специално за използване в автомобилни приложения.

Известни ядра на микроконтролера

Има няколко ядра микроконтролер, които имат известна известност и си струва да опишат. По-долу са четири от най-често срещаните:

ARM Cortex-M

32-битовата ARM Cortex M серия е една от най-често използваните ядра на микроконтролера, използвани днес. ARM всъщност не произвежда и не продава микроконтролери, вместо това те лицензират своята архитектура на други производители на чипове.

Много компании предлагат Cortex-M микроконтролери, включително ST Microelectronics, Freescale Semiconductor, Silicon Labs, Texas Instruments и Atmel.

Микроконтролерите от серията Cortex M са любимият ми избор за продукти, които ще бъдат пуснати на пазара. Те са евтини, мощни и широко използвани.

8051

8-битният 8051 микроконтролер е разработен от Intel още през 1980 г. Това е най-старото ядро ​​на микроконтролера, което все още се използва днес. В момента 8051 се предлага в модерни версии, продавани от поне 8 различни полупроводникови производителя. Например популярният Bluetooth Low-Energy чип от CSR (CSR101x) използва 8051 ядро.

PIC

PIC е семейство от микроконтролери от Microchip. Те са много популярни и предлагат широк спектър от опции. Броят на щифтовете, стилът на пакета и изборът на периферни устройства за чип се предлагат в почти безкраен набор от комбинации.

Atmel AVR

Линията на микроконтролера, известна като AVR от Atmel, е най-известна с това, че е мозък в повечето версии на Arduino. Така че за много производители това е лесен преход от Arduino към микроконтролер Atmel AVR. Въпреки това установих, че обикновено можете да получите едно от другите ядра с подобна или по-добра производителност за няколко долара по-евтино.

заключение

След като сте избрали микроконтролера, следващата стъпка е проектиране на веригата на микроконтролера и свързване на всички периферни устройства. Ще обсъждам тази тема за следващата си статия в тази поредица.

Искате ли да научите повече за проектирането на електронен продукт? След това проверете подробното ръководство за две части Как да разработим и създадем прототип на нов електронен продукт.



Може Да Се Интересувате

Конете на Хедър Янш

Конете на Хедър Янш


Несигурно при всяка амперия? Нашата дилема от том 09

Несигурно при всяка амперия? Нашата дилема от том 09


Забрави ме-не-булчински глава

Забрави ме-не-булчински глава


Печатът на евтини е безопасен

Печатът на евтини е безопасен