Alam mo ba kung paano pumili ng pinakamahusay na microcontroller para sa mga proyektong nakabatay sa microcontroller? Ang pagpili ng wastong microcontroller para sa isang naibigay na aplikasyon ay isa sa mga pinaka-kritikal na desisyon, na kinokontrol ang tagumpay o pagkabigo ng gawain.
Mayroong iba't ibang mga uri ng microcontrollers magagamit at kung nagpasya ka sa kung aling serye ang gagamitin, madali mong masimulan ang iyong sariling naka-embed na disenyo ng system. Ang mga inhinyero ay dapat magkaroon ng kanilang sariling pamantayan upang makagawa ng tamang pagpili.
Dito sa artikulong ito, tatalakayin namin ang mga pangunahing pagsasaalang-alang sa pagpili ng isang microcontroller.
Microcontrollers para sa naka-embed na disenyo ng system
Sa maraming mga kaso, kapalit ng pagkakaroon ng isang detalyadong kaalaman tungkol sa isang angkop na microcontroller para sa proyekto, ang mga tao ay madalas na sapalarang pumili ng isang microcontroller. Gayunpaman ito ay isang masamang ideya.
Ang pinakamahalagang priyoridad na pumili ng isang microcontroller ay ang magkaroon ng impormasyon ng system tulad ng block diagram, flowchart, at mga input / output peripheral.
Narito ang nangungunang 7 mga paraan kung saan dapat sundin upang matiyak na ang tamang microcontroller ay napili.
Pinili ng bit ng microcontroller
Magagamit ang mga microcontroll sa iba't ibang mga rate ng bit tulad ng mga rate na 8-bit, 16-bit at 32-bit. Ang bilang ng mga piraso ay tumutukoy sa laki ng mga linya ng data na naglilimita sa data. Pagpili ng isang pinakamahusay na microcontroller para sa naka-embed na disenyo ng system na mahalaga sa mga tuntunin ng pagpili ng kaunti. Ang pagganap ng microcontroller ay nagdaragdag sa kaunting sukat.
8-Bit microcontrollers :
8 bit microcontrollers
Ang mga 8-bit microcontroller ay mayroong 8- mga linya ng data na maaaring magpadala at makatanggap ng 8-bit na data nang paisa-isa. Wala itong mga karagdagang pag-andar tulad ng basahin / isulat ang serial na komunikasyon atbp Ang mga ito ay itinayo na may mas kaunting mga on-chip memory at samakatuwid ay ginagamit para sa mas maliit na mga application. Magagamit ang mga ito sa mas murang gastos. Gayunpaman kung sakaling tumaas ang pagiging kumplikado ng iyong proyekto, pagkatapos ay pumunta para sa isa pang mas mataas na microcontroller.
16-Bit microcontroller:
16 bit microcontroller
Ang mga 16-bit na Controller ay may mga linya ng 16 na data na maaaring magpadala at makatanggap ng 16-bit na data nang paisa-isa. Wala itong anumang mga karagdagang pag-andar kumpara sa 32-bit Controller. Ito ay katulad ng 8-bit microcontroller ngunit idinagdag ito na may ilang mga karagdagang tampok.
Ang pagganap ng isang 16 bit microcontroller ay mas mabilis kaysa sa 8-bit Controller at ito ay epektibo sa gastos. Nalalapat ito para sa mas maliit na mga application. Ito ay isang advanced na bersyon ng 8-bit microcontrollers.
32-Bit Microcontroller :
32 bit microcontroller
Ang 32-bit microcontrollers ay may mga 32-data na linya na ginagamit upang magpadala at makatanggap ng 32-bit na data nang paisa-isa. Ang 32- microcontrollers ay may ilang mga karagdagang futures tulad ng SPI, I2C, mga lumulutang na yunit ng point at pag-andar ng kaugnay na proseso.
Ang 32-bit microcontrollers ay binuo na may maximum na saklaw ng mga alaala ng On-chip at samakatuwid ay ginagamit para sa mas malaking mga application. Ang pagganap ay napakabilis at epektibo sa gastos. Ang mga ito ay isang advanced na bersyon ng 16-bit microcontrollers.
Pagpili ng Pamilya ng Microcontroller
Mayroong maraming mga vendor ang pagmamanupaktura ng iba't ibang mga arkitektura ng microcontroller. Samakatuwid ang bawat microcontroller ay may natatanging tagubilin at rehistro na itinakda at walang dalawang microcontroller ang magkatulad sa bawat isa.
Ang isang programa o code na nakasulat para sa isang microcontroller ay hindi tatakbo sa iba pang microcontroller. Ang iba't ibang mga proyekto na nakabatay sa microcontroller ay nangangailangan ng iba't ibang mga pamilya ng mga microcontroller.
Ang iba`t ibang mga pamilya ng mga microcontroller ay 8051 pamilya, AVR pamilya, ARM pamilya, PIC pamilya at marami pa.
AVR Family ng mga microcontroller
AVR pamilya ng mga microcontroller
Tumatanggap ang isang AVR microcontroller ng laki ng tagubilin na 16 bits o 2 bytes. Ito ay binubuo ng flash memory na naglalaman ng 16 bit address. Dito direktang nakaimbak ang mga tagubilin.
AVR microcontrollers-ATMega8, ATMega32 ay malawakang ginagamit.
Pamilya ng PIC ng mga microcontroller
Pamilya ng PIC ng mga microcontroller
Ang isang PIC microcontroller bawat tagubilin ay tumatanggap ng 14 bit na tagubilin. Ang flash memory ay maaaring mag-imbak ng address ng 16 bit. Kung ang unang 7 piraso ay naipasa sa flash memory, ang natitirang mga piraso ay maaaring maimbak sa paglaon.
Gayunpaman kung ang 8 bit ay naipasa, ang natitirang 6 na piraso ay nasayang. Sa isang magaan na tala, ito ay talagang nakasalalay sa mga tagagawa ng pagmamanupaktura.
Sa gayon ang pagpili ng tamang pamilya ng microcontroller para sa naka-embed na disenyo ng system ay napakahalaga sa proseso.
Pagpili ng Arkitektura ng Microcontroller
Ang terminong 'arkitektura' ay tumutukoy sa isang kumbinasyon ng mga peripheral na ginagamit upang maisagawa ang mga gawain. Mayroong dalawang uri ng arkitektura ng microcontroller para sa mga proyekto na nakabatay sa microcontroller.
Mula sa Neumann Architecture
Ang Von Neumann Architecture ay kilala rin bilang Princeton Architecture. Sa arkitekturang ito ang CPU ay nakikipag-usap sa isang solong data at address bus, sa RAM at ROM. Kinukuha ng CPU ang mga tagubilin mula sa RAM at ROM nang sabay-sabay.
Von-Neumann Architecture
Ang mga tagubiling ito ay isinasagawa nang sunud-sunod sa pamamagitan ng isang solong bus at kaya't tumatagal ng mas maraming oras upang maipatupad ang bawat tagubilin. Kaya't maaari nating sabihin na ang proseso ng arkitektura ng Von Newman ay napakabagal.
Harvard Architecture
Sa arkitektura ng Harvard, ang CPU ay may dalawang magkakahiwalay na bus na iyon ang address bus at data bus upang makipag-usap sa RAM at ROM. Kinukuha at isinasagawa ng CPU ang mga tagubilin mula sa mga alaala ng RAM at ROM sa pamamagitan ng isang hiwalay na data bus at address bus. Samakatuwid ay tumatagal ng mas kaunting oras upang maipatupad ang bawat tagubilin, na ginagawang napaka tanyag ng arkitekturang ito.
Harvard Architecture
Kaya, para sa anumang naka-embed na disenyo ng system, ang pinakamahusay na microcontroller ay ang karamihan sa arkitektura ng Harvard.
Pagtuturo Itakda ang pagpipilian ng microcontroller
Ang hanay ng pagtuturo ay isang hanay ng mga pangunahing tagubilin tulad ng arithmetic, kondisyon, lohikal atbp na ginagamit upang maisagawa ang pangunahing mga operasyon sa microcontroller. Gumagawa ang arkitektura ng Microcontroller batay sa itinakdang tagubilin.
Para sa lahat ng mga proyekto na nakabatay sa microcontroller, magagamit ang mga microcontroller batay sa hanay ng pagtuturo ng RISC o CISC.
Batay sa arkitektura ng RISC
Ang RISC ay nangangahulugang binawasan ang computer na itinakda ng pagtuturo. Ang isang hanay ng pagtuturo ng RISC ay gumaganap ng lahat ng arithmetic, lohikal, kondisyonal, pagpapatakbo ng Boolean sa isa o dalawang mga cycle ng pagtuturo. Ang saklaw ng hanay ng pagtuturo ng RISC ay<100.
Batay sa arkitektura ng RISC
Ang isang RISC based machine ay nagpapatupad ng mga tagubilin nang mas mabilis dahil walang layer ng microcode. Naglalaman ang arkitektura ng RISC ng mga espesyal na pagpapatakbo ng pag-load ng tindahan na ginagamit upang ilipat ang data mula sa panloob na mga pagrehistro at memorya.
Ang isang RISC chip ay ginawa na may mas kaunting bilang ng mga transistors, kaya't mababa ang gastos. Para sa anumang naka-embed na disenyo ng system, mas gusto ang isang chip ng RISC.
CISC batay arkitektura
Ang CISC ay nangangahulugang kumplikadong itinakda ng kompyuter. Ang hanay ng pagtuturo ng CISC ay tumatagal ng apat o higit pang mga cycle ng tagubilin upang maipatupad ang lahat ng arithmetic, lohikal, may kondisyon, mga tagubilin sa Boolean. Ang saklaw ng isang hanay ng pagtuturo ng CISC ay> 150.
CISC batay arkitektura
Ang isang makina na batay sa CISC ay nagpapatupad ng mga tagubilin sa isang mas mabagal na rate kumpara sa arkitektura ng RISC, sapagkat dito nabago ang mga tagubilin sa maliit na laki ng code bago maipatupad.
Pagpili ng memorya ng microcontroller
Napakahalaga ng pagpili ng memorya sa pagpili ng pinakamahusay na microcontroller, dahil ang pagganap ng system ay nakasalalay sa mga alaala.
Ang bawat microcontroller ay maaaring maglaman ng anumang isang uri ng mga alaala, na kung saan ay:
On-Chip na memorya
memorya na Off-chip
On-chip at memorya na Off-chip
Memorya ng On-chip
Ang memorya ng on-chip ay tumutukoy sa anumang memorya tulad ng RAM, ROM na naka-embed sa microcontroller chip mismo. Ang ROM ay isang uri ng storage device na permanenteng maaaring mag-imbak ng data at aplikasyon sa loob nito.
Ang memorya ng RAM ay isang uri ng memorya na ginagamit upang mag-imbak ng data at mga programa nang pansamantala. Ang mga Microcontroller na may memorya ng on-chip ay nag-aalok ng mataas na bilis ng pagproseso ng data ngunit limitado ang memorya ng pag-iimbak. Kaya't ang mga chip microcontroller ng chip ay ginagamit upang makamit ang mataas na mga kakayahan sa pag-iimbak ng memorya.
Memorya na Off-Chip
Ang memorya ng off-chip ay tumutukoy sa anumang memorya tulad ng ROM, RAM, at EEPROM na konektado sa labas. Ang panlabas na alaala ay ilang beses na tinatawag na pangalawang alaala na ginagamit upang mag-imbak ng maraming dami ng data.
Dahil sa panlabas na mga kontrolado ng memory memory na ito ay nabawasan habang kinukuha at iniimbak ang data. Ang panlabas na memorya na ito ay nangangailangan ng mga panlabas na koneksyon kaya nadaragdagan ang pagiging kumplikado ng system.
Pagpipili ng chip ng microcontroller
Napakahalaga ng pagpili ng Chip sa pagbuo ng a proyekto batay sa microcontroller . Ang IC ay simpleng tinatawag na isang pakete. Ang mga integrated circuit ay pinoprotektahan upang payagan ang madaling paghawak at protektahan ang mga aparato mula sa mga pinsala. Ang mga integrated circuit ay binubuo ng libu-libong pangunahing mga sangkap sa electronics tulad ng transistors, diode, resistors, capacitors.
Magagamit ang mga microcontroller sa maraming iba't ibang mga uri ng mga pakete ng IC at ang bawat isa ay may kani-kanilang kalamangan at kawalan. Ang pinakatanyag na IC ay ang Dobleng In-line na Pakete (DIP), ginamit karamihan sa anumang naka-embed na disenyo ng system.
DIP (Dobleng linya) Microcontroller
1. DIP (Dual In-line Package)
2. SIP (Single In-line Package)
3. SOP (Maliit na Balangkas na pakete)
4. QFP (quad flat Package)
5. PGA (Pin Grid Array)
6. BGA (Ball Grid Array)
7. TQFP (Tin Quad flat Package)
Pagpili ng IDE ng microcontroller
Ang IDE ay kumakatawan sa integrated environment ng pag-unlad at ito ay isang application ng software na ginagamit sa karamihan ng mga proyekto na nakabatay sa microcontroller. Karaniwang binubuo ang IDE ng isang source code editor, compiler, interpreter at debugger. Ginagamit ito upang paunlarin ang mga naka-embed na application. Ginagamit ang IDE upang magprograma ng isang microcontroller.
Pagpili ng IDE ng mga microcontroller
Ang isang IDE ay binubuo ng mga sumusunod na sangkap: -
Source code Editor
Tagatala
Debugger
Mga link
Interpreter
Hex file converter
Editor
Ang editor ng source code ay isang editor ng teksto na espesyal na idinisenyo para sa mga programmer na magsulat ng source code ng mga application.
Tagatala
Ang isang tagatala ay programa na isinalin ang wika ng mataas na antas (C, Embedded C) sa wika sa antas ng makina (0 ’at 1 na format). Sinusuri muna ng tagatala ang buong programa at pagkatapos ay isinasalin ang programa sa machine code na isasagawa ng computer.
Mayroong dalawang uri ng mga tagatala: -
Katutubong Tagatala
Kapag ang programa ng aplikasyon ay binuo at naipon sa parehong system, kilala ito bilang isang katutubong tagatala. EX: C, JAVA, Oracle.
Cross compiler
Kapag ang programa ng aplikasyon ay binuo sa isang host system at naipon sa target na sistema, ito ay tinatawag na isang cross compiler. Ang lahat ng mga proyekto batay sa microcontroller ay binuo ng cross compiler. Ex Embed C, magtipon, mga microcontroller.
Debugger
Ang isang debugger ay isang programa na ginagamit upang subukan at i-debug ang iba pang mga programa tulad ng target na programa. Ang pag-debug ay isang proseso ng paghahanap at pagbawas ng bilang ng mga bug o depekto sa programa.
Mga link
Ang linker ay isang programa na tumatagal ng isa o higit pang mga layunin na file mula sa tagatala at pinagsasama ang mga ito sa iisang maipapatupad na programa.
Interpreter
Ang isang interpreter ay isang piraso ng software na binago nito ang mataas na antas na wika sa nababasa na machine na wika sa isang linya ayon sa linya. Ang bawat tagubilin ng code ay binibigyang kahulugan at isinasagawa nang hiwalay sa sunud-sunod na pamamaraan. Kung may anumang error na natagpuan sa isang bahagi ng tagubilin, ititigil nito ang interpretasyon ng code.
Iba't ibang microcontroller na may mga application
Narito ang buod ng isang talahanayan na nagbibigay ng impormasyon tungkol sa iba't ibang mga microcontroller at mga proyekto na maaari nilang magamit.
Iba't ibang mga microcontroller para sa iba't ibang mga application
Nakatakda ang lahat upang piliin ang pinakamahusay na microcontroller para sa iyong proyekto? Inaasahan namin sa ngayon, dapat na magkaroon ka ng isang malinaw na larawan sa iyong isipan, tungkol sa kung aling microcontroller ang magiging pinakamahusay na angkop para sa iyong naka-embed na system. Para sa iyong sanggunian, isang iba't ibang mga naka-embed na mga proyekto maaaring matagpuan sa website ng edgefxkits.
Narito ang isang pangunahing tanong para sa iyo - Para sa karamihan ng mga proyekto na nakabatay sa microcontroller, na pinagsasama ang lahat ng mga pinakamahusay na tampok na nabanggit namin sa itaas, aling pamilya ng microcontroller ang higit na ginugusto at bakit?
Pinapayuhan na ibigay ang iyong mga sagot kasama ang iyong puna sa seksyon ng komento na ibinigay sa ibaba.
Mga kredito sa larawan:
8 bit microcontrollers ng mabilisang linya
16 Bit Microcontroller ni direktoryo
32 Bit Microcontroller ni mabilisang linya
AVR pamilya ng mga microcontrollers ni kuryente
PIC pamilya ng mga microcontrollers ni inhinyero
Harvard Architecture ni eecatalog.com
Batay sa arkitektura ng RISC ng electronicsweekly.com
Batay sa arkitektura ng CISC ng studydroid.com
DIP (Dobleng linya) Microcontroller ng t2.gstatic.com
