Rodzaje mikrokontrolerów i ich zastosowania

Mikrokontroler to pojedynczy układ scalony oznaczony jako μC lub uC. Technologia produkcji zastosowana w kontrolerze to VLSI. Alternatywną nazwą mikrokontrolera jest wbudowany kontroler. Obecnie na rynku istnieją różne typy mikrokontrolerów, takie jak 4-bitowe, 8-bitowe, 64-bitowe i 128-bitowe. Jest to skompresowany mikrokomputer używany do sterowania wbudowanymi funkcjami systemowymi w robotach, maszynach biurowych, pojazdach silnikowych, sprzęcie AGD i innych gadżetach elektronicznych. Różne komponenty mikrokontrolera to procesor, urządzenia peryferyjne i pamięć. Są one zasadniczo używane w różnych urządzeniach elektronicznych, które wymagają pewnej ilości kontroli, którą musi zapewnić operator urządzenia. W artykule omówiono przegląd typów mikrokontrolerów i ich działanie.

Co to jest mikrokontroler?

Mikrokontroler to mały, tani i samodzielny komputer na chipie, który może być używany jako system wbudowany. Kilka mikrokontrolerów może wykorzystywać wyrażenia czterobitowe i pracować z częstotliwościami taktowania, które zwykle obejmują:

• 8- lub 16-bitowy mikroprocesor.
• Trochę pamięci RAM.
• Programowalna pamięć ROM i pamięć flash.
• Równoległe i szeregowe wejścia / wyjścia.
• Timery i generatory sygnałów.
• Konwersja analogowo-cyfrowa i cyfrowo-analogowa

Mikrokontrolery zwykle muszą mieć niskie zapotrzebowanie na moc, ponieważ wiele kontrolowanych przez nie urządzeń jest zasilanych bateryjnie. Mikrokontrolery są używane w wielu urządzeniach elektroniki użytkowej, silnikach samochodowych, komputerowych urządzeniach peryferyjnych oraz sprzęcie testującym lub pomiarowym. A te są dobrze przystosowane do długotrwałych zastosowań akumulatorowych. Dominująca część stosowanych obecnie mikrokontrolerów jest wszczepiana w inne aparaty.

Mikrokontrolery działają

Chip mikrokontrolera jest urządzeniem o dużej szybkości, ale w porównaniu z komputerem jest powolny. W ten sposób każda instrukcja zostanie wykonana w mikrokontrolerze z dużą prędkością. Po włączeniu zasilania oscylator kwarcowy zostanie aktywowany przez logiczny rejestr sterujący. Przez kilka sekund, w miarę rozwoju wczesnych przygotowań, ładowane będą kondensatory pasożytnicze.

Gdy poziom napięcia osiągnie najwyższą wartość, a częstotliwość oscylatora zamienia się w stabilny proces zapisywania bitów w specjalnych rejestrach funkcyjnych. Wszystko dzieje się w oparciu o CLK oscylatora i cała elektronika zacznie działać. Wszystko to zajmuje bardzo niewiele nanosekund.

Główną funkcją mikrokontrolera jest to, że można go uznać za niezależne systemy wykorzystujące pamięć procesora. Jego urządzenia peryferyjne mogą być używane jak mikrokontroler 8051. Kiedy większość używanych obecnie mikrokontrolerów jest osadzona w innych rodzajach maszyn, takich jak telefony, samochody i urządzenia peryferyjne systemów komputerowych.

Podstawy typów mikrokontrolerów

Każde urządzenie elektryczne używane do przechowywania, pomiaru i wyświetlania informacji, w przeciwnym razie pomiary, zawiera chip. Podstawowa struktura mikrokontrolera obejmuje różne elementy.

procesor

Mikrokontroler nazywany jest urządzeniem CPU, używanym do przenoszenia i dekodowania danych, a na koniec skutecznie wykonuje przydzielone zadanie. Dzięki zastosowaniu jednostki centralnej wszystkie komponenty mikrokontrolera są podłączone do określonego systemu. Instrukcja pobrana przez programowalną pamięć może być dekodowana przez CPU.

Pamięć

W mikrokontrolerze układ pamięci działa jak mikroprocesor, ponieważ przechowuje wszystkie dane, a także programy. Mikrokontrolery są zaprojektowane z pewną ilością pamięci RAM / ROM / flash do przechowywania kodu źródłowego programu.

Porty we / wy

Zasadniczo porty te służą do obsługi różnych urządzeń, takich jak diody LED, wyświetlacze LCD, drukarki itp.

Porty szeregowe

Porty szeregowe służą do zapewniania interfejsów szeregowych między mikrokontrolerem, a także wieloma innymi urządzeniami peryferyjnymi, takimi jak port równoległy.

Timery

Mikrokontroler zawiera liczniki czasu, w przeciwnym razie liczniki. Służą one do zarządzania wszystkimi operacjami pomiaru czasu i zliczania w mikrokontrolerze. Główną funkcją licznika jest zliczanie impulsów zewnętrznych, podczas gdy operacje wykonywane przez timery to funkcje zegara, generowanie impulsów, modulacje, pomiar częstotliwości, oscylacje itp.

ADC (przetwornik analogowo-cyfrowy)

ADC to akronim konwertera analogowo-cyfrowego. Główną funkcją ADC jest zmiana sygnałów z analogowych na cyfrowe. W przypadku ADC wymagane sygnały wejściowe są analogowe, a wytwarzanie sygnału cyfrowego jest wykorzystywane w różnych aplikacjach cyfrowych, takich jak urządzenia pomiarowe

DAC (przetwornik cyfrowo-analogowy)

Akronim DAC to przetwornik cyfrowo-analogowy, używany do wykonywania funkcji odwrotnych do ADC. Zasadniczo to urządzenie służy do zarządzania urządzeniami analogowymi, takimi jak silniki prądu stałego itp.

Kontrola interpretacji

Ten kontroler jest używany do opóźnionej kontroli działającego programu, a interpretacja jest albo wewnętrzna, albo zewnętrzna.

Specjalny blok funkcyjny

Niektóre specjalne mikrokontrolery zaprojektowane dla specjalnych urządzeń, takich jak roboty, systemy kosmiczne zawierają specjalny blok funkcyjny. Ten blok ma dodatkowe porty do wykonywania określonych operacji.

Jak klasyfikowane są typy mikrokontrolerów?

Mikrokontrolery charakteryzują się szerokością magistrali, zestawem instrukcji i strukturą pamięci. W przypadku tej samej rodziny mogą istnieć różne formy z różnych źródeł. W tym artykule opiszemy kilka podstawowych typów mikrokontrolerów, o których nowi użytkownicy mogą nie wiedzieć.

Rodzaje mikrokontrolerów pokazano na rysunku, scharakteryzowano je przez bity, architekturę pamięci, pamięć / urządzenia i zestaw instrukcji. Omówmy to pokrótce.

Rodzaje mikrokontrolerów

Typy mikrokontrolerów według liczby bitów

Bity w mikrokontrolerze to 8-bitowe, 16-bitowe i 32-bitowe mikrokontrolery.

W 8 bitowy mikrokontroler, punkt, w którym magistrala wewnętrzna jest 8-bitowa, wówczas ALU wykonuje operacje arytmetyczne i logiczne. Przykładami 8-bitowych mikrokontrolerów są rodziny Intel 8031/8051, PIC1x i Motorola MC68HC11.

Plik 16-bitowy mikrokontroler zapewnia większą precyzję i wydajność w porównaniu do 8-bitowego. Na przykład 8-bitowe mikrokontrolery mogą używać tylko 8 bitów, co daje ostateczny zakres 0 × 00 - 0xFF (0-255) dla każdego cyklu. Z kolei mikrokontrolery 16-bitowe z szerokością danych bitowych mają zakres 0 × 0000 - 0xFFFF (0-65535) dla każdego cyklu.

Najbardziej ekstremalna wartość dłuższego timera może okazać się przydatna w niektórych zastosowaniach i obwodach. Może automatycznie działać na dwóch liczbach 16-bitowych. Niektóre przykłady 16-bitowych mikrokontrolerów to 16-bitowe mikrokontrolery z rozszerzonymi rodzinami 8051XA, PIC2x, Intel 8096 i Motorola MC68HC12.

Plik 32-bitowy mikrokontroler wykorzystuje 32-bitowe instrukcje do wykonywania operacji arytmetycznych i logicznych. Są one stosowane w urządzeniach sterowanych automatycznie, w tym wszczepianych urządzeniach medycznych, systemach sterowania silnikiem, maszynach biurowych, urządzeniach i innych typach systemów wbudowanych. Niektóre przykłady to rodzina Intel / Atmel 251, PIC3x.

Typy mikrokontrolerów według urządzeń pamięci

Urządzenia pamięci są podzielone na dwa typy

• Wbudowany mikrokontroler pamięci
• Mikrokontroler z pamięcią zewnętrzną

Wbudowany mikrokontroler pamięci : Gdy system wbudowany ma jednostkę mikrokontrolera, która ma wszystkie bloki funkcjonalne dostępne w chipie, nazywa się wbudowanym mikrokontrolerem. Na przykład 8051 posiadający pamięć programu i danych, porty I / O, komunikację szeregową, liczniki i timery oraz przerwania na chipie jest wbudowanym mikrokontrolerem.

Mikrokontroler pamięci zewnętrznej : Gdy system wbudowany ma jednostkę mikrokontrolera, która nie ma wszystkich bloków funkcjonalnych dostępnych w chipie, nazywa się mikrokontrolerem pamięci zewnętrznej. Na przykład 8031 ​​nie ma pamięci programu na chipie jest mikrokontrolerem pamięci zewnętrznej.

Typy mikrokontrolerów według zestawu instrukcji

CISC : CISC jest komputerem ze złożonym zestawem rozkazów. Pozwala programiście na użycie jednej instrukcji zamiast wielu prostszych instrukcji.

RYZYKO : RISC to skrót od ang. Reduced Instruction set Computer, ten typ zestawów instrukcji ogranicza projektowanie mikroprocesora dla standardów przemysłowych. Pozwala każdej instrukcji działać na dowolnym rejestrze lub używać dowolnego trybu adresowania i jednoczesnego dostępu do programu i danych.

Przykład dla CISC i RISC

Z powyższego przykładu wynika, że ​​systemy RISC skracają czas wykonania, redukując cykle zegara na instrukcję, a systemy CISC skracają czas wykonania, zmniejszając liczbę instrukcji na program. RISC zapewnia lepsze wykonanie niż CISC.

Typy mikrokontrolerów według architektury pamięci

Architektura pamięci mikrokontrolera jest dwojakiego rodzaju, a mianowicie:

• Mikrokontroler o architekturze pamięci Harvardu
• Mikrokontroler architektury pamięci Princeton

Mikrokontroler architektury pamięci Harvard : Punkt, w którym mikrokontroler ma odmienną przestrzeń adresową pamięci dla programu i pamięci danych, mikrokontroler ma architekturę pamięci Harvard w procesorze.

Mikrokontroler architektury pamięci Princeton : Punkt, w którym mikrokontroler ma wspólny adres pamięci dla pamięci programu i pamięci danych, mikrokontroler ma architekturę pamięci Princeton w procesorze.

Rodzaje mikrokontrolerów

Istnieją różne typy mikrokontrolerów, takie jak 8051, PIC, AVR, ARM,

Mikrokontroler 8051

Jest to 40-pinowy mikrokontroler z Vcc 5 V podłączonym do pinu 40 i Vss na pinie 20, który jest utrzymywany na 0 V. Są też porty wejściowe i wyjściowe od P1.0 do P1.7, które mają funkcję otwartego spustu. Port3 ma dodatkowe funkcje. Pin36 ma stan otwartego drenu, a pin17 ma wewnętrznie podciągnięty tranzystor wewnątrz mikrokontrolera.

Kiedy zastosujemy logikę 1 na porcie 1, otrzymamy logikę 1 na porcie 21 i odwrotnie. Programowanie mikrokontrolera jest bardzo skomplikowane. Zasadniczo piszemy program w języku C, który jest następnie konwertowany na język maszynowy rozumiany przez mikrokontroler.

Pin RESET jest podłączony do pinu 9, połączony z kondensatorem. Gdy przełącznik jest włączony, kondensator zaczyna się ładować, a RST jest wysoki. Zastosowanie stanu wysokiego na pinie resetowania powoduje zresetowanie mikrokontrolera. Jeśli zastosujemy logiczne zero do tego pinu, program rozpocznie wykonywanie od początku.

Architektura pamięci z 8051

Pamięć 8051 jest podzielona na dwie części. Są to pamięć programu i pamięć danych. Pamięć programu przechowuje wykonywany program, podczas gdy pamięć danych tymczasowo przechowuje dane i wyniki. 8051 był używany w wielu urządzeniach, głównie ze względu na łatwość integracji z urządzeniem. Mikrokontrolery są używane głównie w zarządzaniu energią, ekranach dotykowych, samochodach i urządzeniach medycznych.

Pamięć programu 8051

I

Pamięć danych 8051

Pin Opis mikrokontrolera 8051

Pin-40: Vcc jest głównym źródłem zasilania + 5 V DC.

Pin 20: Vss - reprezentuje połączenie z masą (0 V).

Piny 32-39: Znany jako Port 0 (P0.0 do P0.7), służący jako porty we / wy.

Pin-31: Włączenie blokady adresu (ALE) służy do demultipleksowania sygnału danych adresowych portu 0.

Pin-30: (EA) Wejście dostępu zewnętrznego służy do włączania lub wyłączania interfejsu pamięci zewnętrznej. Jeśli nie jest wymagana pamięć zewnętrzna, ten pin jest zawsze utrzymywany wysoko.

Pin-29: Program Store Enable (PSEN) służy do odczytywania sygnałów z zewnętrznej pamięci programu.

Piny- 21-28: Znany jako Port 2 (P 2.0 do P 2.7) - oprócz tego, że służy jako port I / O, sygnały magistrali adresowej wyższego rzędu są multipleksowane z tym quasi-dwukierunkowym portem.

Piny 18 i 19: Służy do łączenia zewnętrznego kryształu w celu zapewnienia zegara systemowego.

Piny 10-17: Port ten służy również do innych funkcji, takich jak przerwania, wejście timera, sygnały sterujące dla interfejsu zewnętrznej pamięci odczytu i zapisu. Jest to quasi dwukierunkowy port z wewnętrznym podciąganiem.

Pin 9: Jest to pin RESET, który służy do ustawiania mikrokontrolerów 8051 na ich wartości początkowe w trakcie pracy mikrokontrolera lub przy pierwszym uruchomieniu aplikacji. Kołek RESET musi być ustawiony wysoko przez 2 cykle maszyny.

Piny 1-8: Ten port nie ma żadnych innych funkcji. Port 1 to quasi dwukierunkowy port we / wy.

Mikrokontroler Renesas

Renesas to najnowsza rodzina mikrokontrolerów samochodowych, która oferuje funkcje o wysokiej wydajności przy wyjątkowo niskim zużyciu energii w szerokim i wszechstronnym zakresie. Ten mikrokontroler oferuje bogate zabezpieczenia funkcjonalne i wbudowane właściwości bezpieczeństwa wymagane w nowych i zaawansowanych zastosowaniach motoryzacyjnych. Struktura rdzenia procesora mikrokontrolera zapewnia wysoką niezawodność i wysoką wydajność.

Pełna forma mikrokontrolera RENESAS to „Renaissance Semiconductor for Advanced Solutions”. Te mikrokontrolery zapewniają najlepszą wydajność mikroprocesorom, a także mikrokontrolerom, mając dobre właściwości wydajnościowe wraz z bardzo niskim zużyciem energii, a także solidnym opakowaniem.

Ten mikrokontroler ma ogromną pojemność pamięci, a także pinout, więc są one wykorzystywane w różnych aplikacjach sterowania samochodowego. Najpopularniejsze rodziny mikrokontrolerów to RX i RL78 ze względu na ich wysoką wydajność. Do głównych cech RENESAS RL78, a także mikrokontrolerów opartych na rodzinie RX, należą:

• Architektura zastosowana w tym mikrokontrolerze to architektura CISC Harvard, która zapewnia wysoką wydajność.
• Rodzina RL78 jest dostępna w mikrokontrolerach 8-bitowych i 16-bitowych, natomiast rodzina RX to mikrokontroler 32-bitowy.
• Mikrokontroler z rodziny RL78 jest mikrokontrolerem o małej mocy, podczas gdy rodzina RX zapewnia wysoką sprawność i wydajność.
• Mikrokontroler z rodziny RL78 jest dostępny w wersjach od 20 do 128 pinów, podczas gdy rodzina RX jest dostępna w postaci 48-pinowego mikrokontrolera z 176-pinową obudową.
• W przypadku mikrokontrolera RL78 pamięć flash wynosi od 16 kB do 512 kB, natomiast w przypadku rodziny RX 2 MB.
• Pamięć RAM mikrokontrolera z rodziny RX wynosi od 2KB do 128KB.
• Mikrokontroler Renesas oferuje niską moc, wysoką wydajność, skromne pakiety i największy zakres rozmiarów pamięci w połączeniu z bogatymi w cechy peryferiami.

Mikrokontrolery Renesas

• Renesas oferuje najbardziej wszechstronne rodziny mikrokontrolerów na świecie, na przykład nasza rodzina RX oferuje wiele typów urządzeń z wariantami pamięci od 32K flash / 4K RAM do niesamowitej 8M flash / 512K RAM.
• Rodzina 32-bitowych mikrokontrolerów RX to bogate w funkcje mikrokontrolery ogólnego przeznaczenia, obejmujące szeroką gamę wbudowanych aplikacji sterujących z szybką łącznością, cyfrowym przetwarzaniem sygnału i sterowaniem inwerterowym.
• Rodzina mikrokontrolerów RX wykorzystuje 32-bitową ulepszoną architekturę Harvard CISC, aby osiągnąć bardzo wysoką wydajność.

Opis pinów

Rozmieszczenie pinów mikrokontrolera Renesas pokazano na rysunku:

Schemat pinów mikrokontrolerów Renesas

Jest to 20-pinowy mikrokontroler. Pin 9 to Vss, pin uziemienia i Vdd, pin zasilania. Ma trzy różne rodzaje przerwań, które są normalne, szybkie, szybkie.

Normalne przerwania przechowują znaczące rejestry na stosie za pomocą instrukcji push i pop. Szybkie przerwania są automatycznie zapisywane licznik programu i słowo stanu procesora w specjalnych rejestrach zapasowych, dzięki czemu czas odpowiedzi jest krótszy. Przerwania o dużej szybkości przydzielają do czterech rejestrów ogólnych do dedykowanego wykorzystania przez przerwanie, aby jeszcze bardziej zwiększyć prędkość.

Struktura magistrali wewnętrznej zapewnia 5 magistral wewnętrznych, aby zapewnić, że przetwarzanie danych nie zostanie spowolnione. Pobieranie instrukcji odbywa się za pośrednictwem szerokiej 64-bitowej magistrali, tak więc ze względu na instrukcje o zmiennej długości używane w architekturach CISC.

Cechy i zalety mikrokontrolerów RX

• Niskie zużycie energii jest realizowane przy użyciu technologii wielordzeniowej
• Wsparcie dla pracy 5V dla projektów przemysłowych i urządzeń
• Skalowalność od 48 do 145 pinów i od 32 KB do 1 MB pamięci flash, z 8 KB pamięci flash w zestawie
• Zintegrowana funkcja bezpieczeństwa
• Zintegrowany bogaty zestaw funkcji składający się z 7 UART, I2C, 8 SPI, komparatorów, 12-bitowego ADC, 10-bitowego DAC i 24-bitowego ADC (RX21A), który obniży koszty systemu poprzez integrację większości funkcji

Zastosowanie mikrokontrolera Renesas

• Automatyka przemysłowa
• Aplikacje komunikacyjne
• Aplikacje do sterowania silnikami
• Test i pomiary
• Zastosowania medyczne

Mikrokontrolery AVR

Mikrokontroler AVR został opracowany przez Alf-Egil Bogen i Vegard Wollan z Atmel Corporation. Mikrokontrolery AVR to zmodyfikowana architektura Harvard RISC z oddzielnymi pamięciami dla danych i programu, a prędkość AVR jest wysoka w porównaniu do 8051 i PIC. AVR oznacza DO Lf-Egil Bogen i V egarda Wollana R Procesor ISC.

Mikrokontroler Atmel AVR

Różnica między kontrolerami 8051 i AVR

• 8051 to 8-bitowe kontrolery oparte na architekturze CISC, AVR to 8-bitowe kontrolery oparte na architekturze RISC
• 8051 zużywa więcej energii niż mikrokontroler AVR
• W 8051 możemy programować łatwiej niż mikrokontroler AVR
• Szybkość AVR jest większa niż mikrokontrolera 8051

Klasyfikacja kontrolerów AVR

Mikrokontrolery AVR są podzielone na trzy typy:

• TinyAVR - Mniej pamięci, mały rozmiar, nadaje się tylko do prostszych aplikacji
• MegaAVR - są to najpopularniejsze z nich, które mają dobrą ilość pamięci (do 256 KB), większą liczbę wbudowanych urządzeń peryferyjnych i nadają się do średnich i złożonych aplikacji
• XmegaAVR - używany komercyjnie do złożonych aplikacji, które wymagają dużej pamięci programu i dużej szybkości

Cechy mikrokontrolera AVR

• 16 KB programowalnej pamięci flash w systemie
• 512B programowalnej pamięci EEPROM w systemie
• 16-bitowy zegar z dodatkowymi funkcjami
• Wiele wewnętrznych oscylatorów
• Wewnętrzna, samodzielnie programowalna pamięć flash instrukcji do 256K
• Programowalne w systemie za pomocą ISP, JTAG lub metod wysokonapięciowych
• Opcjonalna sekcja kodu rozruchowego z niezależnymi bitami blokującymi dla ochrony
• Synchroniczne / asynchroniczne szeregowe urządzenia peryferyjne (UART / USART)
• Szeregowa magistrala interfejsu peryferyjnego (SPI)
• Uniwersalny interfejs szeregowy (USI) do dwu- / trójprzewodowego synchronicznego przesyłania danych
• Watchdog timer (WDT)
• Wiele oszczędzających energię trybów uśpienia
• 10-bitowe konwertery analogowo-cyfrowe z multipleksem do 16 kanałów
• Obsługa kontrolerów CAN i USB
• Urządzenia niskonapięciowe działające do 1,8 V.

Istnieje wiele mikrokontrolerów z rodziny AVR, takich jak ATmega8, ATmega16 i tak dalej. W tym artykule omawiamy mikrokontroler ATmega328. ATmega328 i ATmega8 to układy scalone kompatybilne z pinami, ale funkcjonalnie są różne. ATmega328 ma pamięć flash 32kB, podczas gdy ATmega8 ma 8kB. Inne różnice to dodatkowa pamięć SRAM i EEPROM, dodanie przerwań zmiany pinów i timerów. Niektóre funkcje ATmega328 to:

Cechy ATmega328

• 28-pinowy mikrokontroler AVR
• Pamięć programu Flash 32 kB
• Pamięć danych EEPROM 1 kB
• Pamięć danych SRAM 2 kB
• Piny I / O to 23
• Dwa 8-bitowe timery
• Konwerter A / D
• Sześciokanałowy PWM
• Wbudowany USART
• Oscylator zewnętrzny: do 20 MHz

Opis pinów ATmega328

Jest wyposażony w 28-pinowy DIP, pokazany na poniższym rysunku:

Schemat pinów mikrokontrolerów AVR

Vcc: Cyfrowe napięcie zasilania.

GND: Ziemia.

Port B: Port B to 8-bitowy dwukierunkowy port we / wy. Styki portu B są potrójne, gdy stan resetowania staje się aktywny lub jeden, nawet jeśli zegar nie działa.

Port C: Port C to 7-bitowy dwukierunkowy port we / wy z wewnętrznymi rezystorami podciągającymi.

PC6 / RESET

Port D: Jest to 8-bitowy dwukierunkowy port we / wy z wewnętrznymi rezystorami podciągającymi. Bufory wyjściowe portu D składają się z symetrycznej charakterystyki napędu.

AVcc: AVcc jest pinem napięcia zasilania dla ADC.

AREF: AREF to analogowy pin odniesienia dla ADC.

Zastosowania mikrokontrolera AVR

Istnieje wiele zastosowań mikrokontrolerów AVR, które są wykorzystywane w automatyce domowej, ekranach dotykowych, samochodach, urządzeniach medycznych i obronności.

Mikrokontroler PIC

PIC to kontroler interfejsu peryferyjnego, opracowany przez mikroelektronikę ogólną przyrządu w roku 1993. Jest kontrolowany przez oprogramowanie. Można je zaprogramować do wykonywania wielu zadań i sterowania linią wytwórczą i nie tylko. Mikrokontrolery PIC znajdują zastosowanie w nowych aplikacjach, takich jak smartfony, akcesoria audio, urządzenia peryferyjne do gier wideo i zaawansowane urządzenia medyczne.

Istnieje wiele PIC, zaczynając od PIC16F84 i PIC16C84. Ale były to jedyne przystępne cenowo PIC flash. Firma Microchip niedawno wprowadziła chipy flash o znacznie atrakcyjniejszych typach, na przykład 16F628, 16F877 i 18F452. Model 16F877 jest około dwa razy droższy od starego 16F84, ale ma osiem razy większy rozmiar kodu, znacznie więcej pamięci RAM, znacznie więcej pinów I / O, UART, konwerter A / D i wiele więcej.

Mikrokontroler PIC

Cechy PIC16F877

Funkcje pic16f877 obejmują następujące.

• Wydajny procesor RISC
• Do 8K x 14 słów pamięci programu FLASH
• 35 instrukcji (kodowanie o stałej długości - 14-bitowe)
• 368 × 8 statyczna pamięć danych oparta na RAM
• Do 256 x 8 bajtów pamięci danych EEPROM
• Możliwość przerwania (do 14 źródeł)
• Trzy tryby adresowania (bezpośredni, pośredni, względny)
• Reset po włączeniu (POR)
• Pamięć architektury Harvardu
• Oszczędzający energię tryb SLEEP
• Szeroki zakres napięcia roboczego: od 2,0 V do 5,5 V.
• Wysoki prąd ujścia / źródła: 25mA
• Maszyna na bazie akumulatora

Funkcje peryferyjne

3 timery / liczniki (programowalne pre-skalary)

• Timer0, Timer2 to 8-bitowy zegar / licznik z 8-bitowym pre-skalarem
• Timer1 jest 16-bitowy, może być zwiększany podczas uśpienia poprzez zewnętrzny kryształ / zegar

Dwa moduły przechwytywania, porównywania, PWM

• Funkcja przechwytywania danych wejściowych rejestruje licznik Timera1 przy zmianie pinów
• Wyjście funkcyjne PWM to fala prostokątna z programowalnym okresem i cyklem pracy.

10-bitowy 8-kanałowy przetwornik analogowo-cyfrowy

USART z 9-bitowym wykrywaniem adresu

Synchroniczny port szeregowy z trybem master i I2C Master / Slave

8-bitowy równoległy port slave

Funkcje analogowe

• 10-bitowy, do 8-kanałowy przetwornik analogowo-cyfrowy (A / D)
• Reset Brown-Out (BOR)
• Moduł komparatora analogowego (programowalne multipleksowanie wejść z wejść urządzenia i wyjść komparatora są dostępne zewnętrznie)

Pin Opis PIC16F877A

Opis pinów PIC16F877A omówiono poniżej.

Zalety PIC

• To jest projekt RISC
• Jego kod jest niezwykle wydajny, dzięki czemu PIC może działać z zwykle mniejszą pamięcią programu niż jego więksi konkurenci
• Jest to tani i szybki zegar

Typowy obwód aplikacji PIC16F877A

Poniższy obwód składa się z lampy, której przełączanie jest kontrolowane za pomocą mikrokontrolera PIC. Mikrokontroler jest połączony z zewnętrznym kryształem, który zapewnia wejście zegara.

PIC16F877A Zastosowanie mikrokontrolerów

PIC jest również połączony z przyciskiem i po naciśnięciu przycisku Mikrokontroler odpowiednio wysyła wysoki sygnał do podstawy tranzystora, aby włączyć tranzystor i tym samym zapewnić prawidłowe połączenie z przekaźnikiem w celu jego włączenia i umożliwiają przepływ prądu zmiennego do lampy, a tym samym lampa świeci. Stan operacji jest wyświetlany na wyświetlaczu LCD połączonym z mikrokontrolerem PIC.

Mikrokontroler MSP

Mikrokontroler, taki jak MSP430, jest 16-bitowym mikrokontrolerem. Termin MSP jest akronimem „Mixed Signal Processor”. Ta rodzina mikrokontrolerów pochodzi z firmy Texas Instruments i została zaprojektowana z myślą o niskich kosztach i systemach rozpraszania małej mocy. Ten kontroler zawiera 16-bitową magistralę danych, tryby adresowania-7 ze zredukowanym zestawem instrukcji, co pozwala na gęstszy, krótszy kod programowania używany do szybszego działania.

Mikrokontroler to jeden z rodzajów układów scalonych służących do wykonywania programów sterujących innymi maszynami lub urządzeniami. To jeden z rodzajów mikrourządzeń używanych do sterowania innymi maszynami. Cechy tego mikrokontrolera są zwykle dostępne z innymi rodzajami mikrokontrolera.

• Kompletny układ SoC, taki jak ADC, LCD, porty I / O, RAM, ROM, UART, zegar watchdog, podstawowy zegar itp.
• Wykorzystuje jeden zewnętrzny kryształ i oscylator FLL (pętla z blokadą częstotliwości) głównie wyprowadza wszystkie wewnętrzne CLK
• Zużycie energii jest niskie i wynosi 4,2 nW tylko dla każdej instrukcji
• Stabilny generator najczęściej używanych stałych, takich jak –1, 0, 1, 2, 4, 8
• Typowa wysoka prędkość to 300 ns dla każdej instrukcji, np. 3,3 MHz CLK
• Tryby adresowania to 11, w których siedem trybów adresowania jest używanych dla argumentów źródłowych, a cztery tryby adresowania są używane dla argumentów docelowych.
• Architektura RISC z 27 podstawowymi instrukcjami

Wydajność w czasie rzeczywistym jest pełna, stabilna, a nominalną częstotliwość CLK systemu można uzyskać po 6 taktach tylko po przywróceniu MSP430 z trybu niskiego poboru mocy. W przypadku głównego kryształu nie trzeba czekać na rozpoczęcie stabilizacji i oscylacji.

Podstawowe instrukcje zostały połączone przy użyciu specjalnych funkcji, aby ułatwić program w mikrokontrolerze MSP430 przy użyciu asemblera w innym przypadku w języku C, aby zapewnić wyjątkową funkcjonalność, a także elastyczność. Na przykład, nawet przy użyciu małej liczby instrukcji, mikrokontroler jest w stanie śledzić w przybliżeniu cały zestaw instrukcji.

Mikrokontroler Hitachi

Mikrokontroler Hitachi należy do rodziny H8. Nazwa taka jak H8 jest używana w dużej 8-bitowej, 16-bitowej i 32-bitowej rodzinie mikrokontrolerów. Te mikrokontrolery zostały opracowane przy użyciu technologii Renesas. Ta technologia została założona w półprzewodnikach Hitachi w 1990 roku.

Mikrokontroler Motorola

Mikrokontroler Motorola to niezwykle wbudowany mikrokontroler, używany do przetwarzania danych o wysokiej wydajności. Jednostka tego mikrokontrolera korzysta z karty SIM (moduł integracji systemu), TPU (jednostka przetwarzania czasu) i QSM (moduł szeregowy w kolejce).

Zalety typów mikrokontrolerów

Zalety typów mikrokontrolerów są następujące.

• Niezawodny
• Wielokrotnego użytku
• Energooszczędne
• Ekonomiczne
• Wielokrotnego użytku
• Działa krócej
• Są elastyczne i bardzo małe
• Ze względu na ich wysoką integrację można zmniejszyć rozmiar i koszt systemu.
• Interfejs mikrokontrolera jest łatwy dzięki dodatkowym portom ROM, RAM i I / O.
• Można wykonać wiele zadań, dzięki czemu można zmniejszyć wpływ człowieka.
• Jest prosty w obsłudze, rozwiązywanie problemów i konserwacja systemu jest prosta.
• Działa jak mikrokomputer bez żadnych części cyfrowych

Wady typów mikrokontrolerów

Wady typów mikrokontrolerów są następujące.

• Złożoność programowania
• Wrażliwość elektrostatyczna
• Nie jest możliwe połączenie z urządzeniami o dużej mocy.
• Jego struktura jest bardziej złożona w porównaniu z mikroprocesorami.
• Generalnie jest stosowany w mikrourządzeniach
• Po prostu wykonuje niekompletne nie. egzekucji jednocześnie.
• Zwykle jest używany w mikro sprzęcie
• Ma bardziej złożoną strukturę w porównaniu do mikroprocesora
• Mikrokontroler nie może bezpośrednio łączyć się z urządzeniem o większej mocy
• Wykonał tylko ograniczoną liczbę egzekucji jednocześnie

Zastosowania typów mikrokontrolerów

Mikrokontrolery są używane głównie w urządzeniach wbudowanych, w przeciwieństwie do mikroprocesorów, które są wykorzystywane w komputerach osobistych, w innych urządzeniach. Są one głównie używane w różnych urządzeniach, takich jak wszczepialne urządzenia medyczne, elektronarzędzia, systemy sterowania silnikiem w samochodach, maszyny używane w biurach, urządzenia sterowane za pomocą pilota, zabawki itp. Główne zastosowania typów mikrokontrolerów to:

• Samochody
• Ręczne systemy pomiarowe
• Telefony komórkowe
• Systemy komputerowe
• Alarmy bezpieczeństwa
• Urządzenia
• Aktualny miernik
• Aparaty
• Mikrofalówka
• Przyrządy pomiarowe
• Urządzenia do sterowania procesami
• Stosowany w urządzeniach pomiarowo-pomiarowych, woltomierzu, pomiarze obiektów wirujących
• Urządzenia sterujące
• Oprzyrządowanie przemysłowe
• Urządzenia oprzyrządowania w przemyśle
• Wykrywanie światła
• Urządzenia bezpieczeństwa
• Urządzenia do kontroli procesów
• Sterowanie urządzeniami
• Wykrycie ognia
• Wykrywanie temperatury
• Telefony komórkowe
• Telefony samochodowe
• Pralki
• Aparaty
• Alarmy bezpieczeństwa

A więc o to chodzi przegląd typów mikrokontrolerów . Te mikrokontrolery to mikrokomputery jednoukładowe, a technologia zastosowana do ich produkcji to VLSI. Są one również znane jako kontrolery osadzone, które są dostępne w wersji 4-bitowej, 8-bitowej, 64-bitowej i 128-bitowej. Ten układ jest przeznaczony do sterowania różnymi wbudowanymi funkcjami systemu. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest różnica między mikroprocesorem a mikrokontrolerem?