12 Specifikationer, der skal overvejes, når du vælger en mikrocontroller til dit produkt - 💡 Fix My Ideas

12 Specifikationer, der skal overvejes, når du vælger en mikrocontroller til dit produkt

12 Specifikationer, der skal overvejes, når du vælger en mikrocontroller til dit produkt


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

Langt de fleste elektroniske produkter kræver en mikrocontroller eller mikroprocessor til at fungere som hjernen. For avancerede produkter, der kræver højhastighedsforarbejdningskapacitet (dvs. en smartphone eller tablet), er en mikroprocessor nødvendig, ellers er en mikrocontroller normalt den bedste løsning. Som eksempel er en Arduino baseret på en mikrocontroller og en Raspberry Pi er baseret på en mikroprocessor.

Mest sandsynligt dit elektronik design vil have brug for en microcontroller. Generelt kan en mikrocontroller tænkes som en computer bygget på et enkelt integreret kredsløb, der indeholder en processor, hukommelse og forskellige eksterne enheder. Der er mange valgmuligheder for mikrocontrollere, måske et overvældende antal valg.

Selvom en søgning på Google kunne styre dig i den rigtige retning, anbefaler jeg at søge efter mikrocontrollere på de store elektroniske komponentdistributører som Digikey, Arrow og Mouser. Dette giver dig mulighed for at indsnævre din søgning til kun mikrocontrollere, der er aktivt tilgængelige. Det giver dig også mulighed for hurtigt at sammenligne priser.

I starten af ​​et projekt er det en god idé at tegne et blokdiagram over det system, du forestiller dig. Hvilke slags ting skal du oprette forbindelse til microcontroller?

Et systemblokdiagram er uvurderlig for denne tidlige planlægning og kan fortælle, hvor mange input og output (I / O) -stifter og serielle kommunikationsporte er nødvendige for projektet.

Mikrocontrollere kan omfatte en bred vifte af eksterne enheder. Den følgende liste er nogle af de funktioner, der findes på moderne mikrocontrollere.

Hukommelse: De fleste mikrocontrollere til rådighed i dag omfatter indbygget flash- og RAM-hukommelse. FLASH er ikke-flygtig hukommelse, der bruges til programlager, og RAM er flygtig hukommelse, der bruges til midlertidig opbevaring. Nogle mikrocontrollere indeholder også EEPROM-hukommelse til permanent lagring af data.

Digital General Purpose Input og Output (GPIO): Disse er logiske niveaustifter, der bruges til input og output. Generelt kan de synke eller kilde op til et par titus millamps og kan konfigureres som åben dræn eller push pull.

Analog indgang: De fleste mikrocontrollere har mulighed for præcist at læse en analog spænding. Analoge signaler samples af mikrocontrolleren via en analog til digital konverter (ADC).

Analog udgang: Analoge signaler kan genereres af mikrocontrolleren via en digital til analog konverter (DAC) eller en pulsbreddemodulation (PWM) generator. Ikke alle mikrocontrollere inkluderer en DAC, men de tilbyder PWM-muligheder.

I kredsløbsprogrammering (ISP): Internetudbyder giver dig mulighed for at programmere en mikrocontroller, mens den er installeret i applikationskredsløbet, i stedet for at skulle fjerne den til programmering. De to mest almindelige ISP-protokoller er JTAG og SWD.

Trådløs: Hvis dit produkt har brug for trådløse funktioner, er der specialiserede mikrocontrollere tilgængelige, der tilbyder Bluetooth, WiFi, ZigBee og andre trådløse standarder.

Seriel kommunikation

Alle mikrocontrollere giver en form for seriel kommunikation. De forskellige serielle kommunikationsprotokoller, der normalt tilbydes med mikrocontrollere, er beskrevet nedenfor:

Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) er en seriel port, der transmitterer digitale ord, typisk med længde 7 til 8 bit, mellem en startbit og en valgfri paritetsbit og en eller to stopbits. En UART bruges almindeligvis sammen med andre standarder som RS-232 eller RS-485.

UART er den ældste type seriel kommunikation. UART er en asynkron protokol, hvilket betyder at der ikke er noget ur signal. Mange mikrocontrollere indeholder også en synkron version af en UART kaldet USART.

Serial Peripheral Interface (SPI): SPI bruges til kortdistansseriekommunikation mellem mikrocontroller og eksterne enheder. SPI er en synkron protokol, som betyder, at den indeholder et kloksignal til timing. SPI er en 4-tråds standard, der indeholder data i, dataudgang, ur og chipvalgsignaler.

Inter-integreret kredsløb (I2C): I2C, der også er skrevet som I2C, er en 2-leder seriel bus, der bruges til kommunikation mellem mikrocontrolleren og andre chips på tavlen. Ligesom SPI er I2C også en synkron protokol. I modsætning til SPI bruger I2C imidlertid en enkelt linje til både data ind og data ud. I stedet for et chip select-signal bruger I2C også en unik adresse for hver perifer. I2C har den fordel at kun bruge 2 ledninger, men det er langsommere end SPI.

Universal Serial Bus (USB) er en standard, der er kendt for de fleste. USB er en af ​​de hurtigste serielle kommunikationsprotokoller. Det bruges generelt til at forbinde eksterne enheder, der kræver store mængder dataoverførsel.

Controller Area Network (CAN) er en seriel kommunikationsstandard udviklet specielt til brug i automotive applikationer.

Bemærkelsesværdige Microcontroller Cores

Der er en række microcontroller kerner, der har nogle notoriety og er værd at beskrive. Nedenfor er fire af de mest almindelige:

ARM Cortex-M

32-bit ARM Cortex M-serien er en af ​​de mest anvendte mikrocontroller kerner, der anvendes i dag. ARM producerer og sælger ikke mikrocontrollere, men i stedet giver de deres arkitektur til andre chipproducenter.

Mange virksomheder tilbyder Cortex-M mikrocontrollere, herunder ST Microelectronics, Freescale Semiconductor, Silicon Labs, Texas Instruments og Atmel.

Cortex M-serien mikrocontrollere er mit foretrukne valg for produkter, der kommer til markedsføringen. De er lave omkostninger, kraftfulde og meget udbredt.

8051

8-bit 8051 mikrocontroller blev udviklet af Intel-vejen tilbage i 1980. Det er den ældste mikrocontroller kerne, der stadig bruges i dag. 8051 er i øjeblikket tilgængelig i forbedrede moderne versioner, der sælges af mindst 8 forskellige halvlederproducenter. For eksempel bruger den populære Bluetooth Low-Energy-chip fra CSR (CSR101x) en 8051-kerne.

PIC

PIC er en familie af mikrocontrollere fra Microchip. De er meget populære og kommer i et bredt udvalg af muligheder. Antallet af stifter, pakke stil og udvalg af perifere periferiudstyr tilbydes i et næsten uendeligt udvalg af kombinationer.

Atmel AVR

Microcontrollerlinjen kendt som AVR fra Atmel er bedst kendt for at være hjernen i de fleste versioner af Arduino. Så for mange beslutningstagere er det en nem overgang fra en Arduino til en Atmel AVR mikrocontroller. Men jeg har fundet ud af at du normalt kan få en af ​​de andre kerner med lignende eller bedre ydelse for flere dollars billigere.

Konklusion

Når du har valgt microcontroller, er det næste trin at designe microcontroller kredsløbet og tilslutte alle de eksterne enheder. Jeg diskuterer dette emne til min næste artikel i denne serie.

Ønsker du at lære mere om design af et elektronisk produkt? Så tjek min detaljerede todel guide Hvordan udvikle og prototype et nyt elektronisk produkt.



Du Kan Være Interesseret

Indtast (Papir) Matrix

Indtast (Papir) Matrix


Webtilbehør, materialer og rettelser til bind 34

Webtilbehør, materialer og rettelser til bind 34


Bygning EV3RSTORM, Mindstorms 'flagskibs robot

Bygning EV3RSTORM, Mindstorms 'flagskibs robot


Karton: I ros af et underappreciated materiale

Karton: I ros af et underappreciated materiale






Seneste Indlæg