Adakah anda tahu bagaimana memilih mikrokontroler terbaik untuk projek berasaskan mikrokontroler? Memilih mikrokontroler yang tepat untuk aplikasi tertentu adalah salah satu keputusan yang paling penting, yang mengawal kejayaan atau kegagalan tugas.
Terdapat berbeza jenis mikrokontroler tersedia dan jika anda memutuskan siri mana yang akan digunakan, anda boleh memulakan reka bentuk sistem terbenam anda dengan mudah. Jurutera mesti mempunyai kriteria sendiri untuk membuat pilihan yang tepat.
Di sini dalam artikel ini, kita akan membincangkan pertimbangan asas dalam memilih mikrokontroler.
Pengawal mikro untuk reka bentuk sistem terbenam
Dalam banyak kes, sebagai ganti mempunyai pengetahuan terperinci mengenai mikrokontroler yang sesuai untuk projek ini, orang sering memilih mikrokontroler secara rawak. Ini adalah idea yang tidak baik.
Keutamaan terpenting untuk memilih mikrokontroler adalah mempunyai maklumat sistem seperti diagram blok, carta alir, dan input / output periferal.
Berikut adalah 7 cara teratas yang harus diikuti untuk memastikan mikrokontroler yang betul dipilih.
Pemilihan bit mikrokontroler
Pengawal mikro tersedia dalam kadar bit yang berbeza seperti kadar 8-bit, 16-bit dan 32-bit. Jumlah bit merujuk kepada ukuran baris data yang menghadkan data. Memilih mikrokontroler terbaik untuk reka bentuk sistem terbenam penting dari segi pemilihan bit. Prestasi mikrokontroler meningkat dengan ukuran bit.
Pengawal mikro 8-Bit :
Mikrokontroler 8 bit
Mikrokontroler 8-bit mempunyai 8-baris data yang dapat menghantar dan menerima data 8-bit pada satu masa. Ia tidak mempunyai fungsi tambahan seperti membaca / menulis komunikasi bersiri dan lain-lain. Ia dibina dengan ingatan kurang cip dan oleh itu digunakan untuk aplikasi yang lebih kecil. Mereka boleh didapati dengan harga yang lebih murah. Tetapi sekiranya kerumitan projek anda meningkat, maka dapatkan mikrokontroler bit yang lebih tinggi.
Pengawal mikro 16-bit:
Mikrokontroler 16 bit
Pengawal 16-bit mempunyai garis 16-data yang dapat mengirim dan menerima data 16-bit pada satu masa. Ia tidak mempunyai fungsi tambahan berbanding pengawal 32-bit. Ia sama seperti mikrokontroler 8-bit tetapi ia ditambah dengan beberapa ciri tambahan.
Prestasi mikrokontroler 16 bit lebih pantas daripada pengawal 8-bit dan menjimatkan kos. Ia boleh digunakan untuk aplikasi yang lebih kecil. Ia adalah versi lanjutan mikrokontroler 8-bit.
Pengawal Mikro 32-Bit :
Mikrokontroler 32 bit
Mikrokontroler 32-bit mempunyai garis 32-data yang digunakan untuk mengirim dan menerima data 32-bit pada satu masa. Pengawal mikro 32 mempunyai beberapa niaga hadapan tambahan seperti SPI, I2C, unit floating point dan fungsi yang berkaitan dengan proses.
Mikrokontroler 32-bit dibina dengan pelbagai memori On-chip maksimum dan oleh itu digunakan untuk aplikasi yang lebih besar. Persembahannya sangat pantas dan menjimatkan. Mereka adalah versi lanjutan dari mikrokontroler 16-bit.
Pemilihan Keluarga dari Mikrokontroler
Terdapat beberapa vendor yang menghasilkan seni bina mikrokontroler yang berbeza. Oleh itu setiap mikrokontroler mempunyai set arahan dan daftar yang unik dan tidak ada dua mikrokontroler yang serupa antara satu sama lain.
Program atau kod yang ditulis untuk satu mikrokontroler tidak akan dijalankan pada mikrokontroler yang lain. Projek berasaskan mikrokontroler yang berbeza memerlukan keluarga mikrokontroler yang berbeza.
Keluarga mikrokontroler yang berbeza adalah keluarga 8051, keluarga AVR, keluarga ARM, keluarga PIC dan banyak lagi.
Keluarga mikrokontroler AVR
Keluarga pengawal mikro AVR
Mikrokontroler AVR menerima ukuran arahan 16 bit atau 2 bait. Ia terdiri daripada memori flash yang mengandungi alamat 16 bit. Di sini arahan disimpan secara langsung.
Mikrokontroler AVR-ATMega8, ATMega32 banyak digunakan.
Keluarga PIC mikrokontroler
Keluarga PIC mikrokontroler
Mikrokontroler PIC setiap arahan menerima arahan 14 bit. Memori kilat boleh menyimpan alamat 16 bit. Sekiranya 7 bit pertama dihantar ke memori kilat, bit yang tersisa dapat disimpan kemudian.
Tetapi jika 8 bit dilewatkan, baki 6 bit akan terbuang. Secara ringkas, ini sebenarnya bergantung pada vendor pembuatan.
Oleh itu, pemilihan keluarga mikrokontroler yang sesuai untuk reka bentuk sistem tertanam sangat penting dalam prosesnya.
Pemilihan Senibina Pengawal Mikro
Istilah 'seni bina' mendefinisikan gabungan periferal yang digunakan untuk melaksanakan tugas. Terdapat dua jenis seni bina mikrokontroler untuk projek berasaskan mikrokontroler.
Dari Senibina Neumann
Senibina Von Neumann juga dikenali sebagai Princeton Architecture. Dalam seni bina ini CPU berkomunikasi dengan bus data dan alamat tunggal, ke RAM dan ROM. CPU mengambil arahan dari RAM dan ROM secara serentak.
Senibina Von-Neumann
Arahan ini dilaksanakan secara berurutan melalui satu bas dan oleh itu memerlukan lebih banyak masa untuk melaksanakan setiap arahan. Oleh itu, kita dapat mengatakan bahawa proses seni bina Von Newman sangat lambat.
Senibina Harvard
Dalam seni bina Harvard, CPU mempunyai dua bas yang berasingan iaitu bus alamat dan bas data untuk berkomunikasi dengan RAM dan ROM. CPU mengambil dan melaksanakan arahan dari memori RAM dan ROM melalui bas data dan alamat yang berasingan. Oleh itu, memerlukan lebih sedikit masa untuk melaksanakan setiap arahan, menjadikan seni bina ini sangat popular.
Senibina Harvard
Oleh itu, untuk mana-mana reka bentuk sistem tertanam, pengawal mikro terbaik kebanyakannya adalah yang mempunyai seni bina Harvard.
Instruksi Set pemilihan mikrokontroler
Set arahan adalah satu set arahan asas seperti aritmetik, bersyarat, logik dan lain-lain yang digunakan untuk melakukan operasi asas dalam mikrokontroler. Senibina mikrokontroler berfungsi berdasarkan set arahan.
Untuk semua projek berasaskan mikrokontroler, mikrokontroler berdasarkan RISC atau set arahan CISC tersedia.
Senibina berasaskan RISC
RISC bermaksud komputer set arahan yang dikurangkan. Satu set arahan RISC melakukan semua operasi aritmetik, logik, bersyarat, Boolean dalam satu atau dua kitaran arahan. Julat set arahan RISC adalah<100.
Senibina berasaskan RISC
Mesin berasaskan RISC melaksanakan arahan dengan lebih cepat kerana tidak ada lapisan mikrokod. Senibina RISC mengandungi operasi penyimpanan muatan khas yang digunakan untuk memindahkan data dari daftar dalaman dan memori.
Cip RISC dibuat dengan bilangan transistor yang lebih sedikit, oleh itu kosnya rendah. Untuk mana-mana reka bentuk sistem tertanam, cip RISC lebih disukai.
Senibina berasaskan CISC
CISC bermaksud komputer set arahan yang kompleks. Set arahan CISC memerlukan empat atau lebih kitaran arahan untuk melaksanakan semua arahan aritmetik, logik, bersyarat, Boolean. Julat set arahan CISC adalah> 150.
Senibina berasaskan CISC
Mesin berasaskan CISC melaksanakan arahan dengan kadar yang lebih perlahan berbanding dengan seni bina RISC, kerana di sini arahan diubah menjadi ukuran kod kecil sebelum dijalankan.
Pemilihan memori mikrokontroler
Pemilihan memori sangat penting dalam memilih mikrokontroler terbaik, kerana prestasi sistem bergantung pada ingatan.
Setiap mikrokontroler boleh mengandungi satu jenis kenangan, iaitu:
Memori On-Chip
Memori di luar cip
Memori on-chip dan Off-chip
Memori pada cip
Memori on-chip merujuk kepada memori seperti RAM, ROM yang tertanam pada cip mikrokontroler itu sendiri. ROM adalah sejenis peranti storan yang dapat menyimpan data dan aplikasi secara kekal di dalamnya.
Memori RAM adalah sejenis memori yang digunakan untuk menyimpan data dan program secara sementara. Pengawal mikro dengan memori on-chip menawarkan pemprosesan data berkelajuan tinggi tetapi memori penyimpanan terhad. Oleh itu, mikrokontroler cip digunakan untuk mencapai keupayaan penyimpanan memori yang tinggi.
Memori di luar cip
Memori off-chip merujuk kepada memori seperti ROM, RAM, dan EEPROM yang disambungkan secara luaran. Ingatan luaran kadang-kadang disebut kenangan sekunder yang digunakan untuk menyimpan sejumlah besar data.
Oleh kerana itu, pengawal memori luaran kelajuan berkurang semasa mengambil dan menyimpan data. Memori luaran ini memerlukan sambungan luaran sehingga kerumitan sistem meningkat.
Pemilihan cip mikrokontroler
Pemilihan cip sangat penting dalam mengembangkan a projek berasaskan mikrokontroler . IC hanya dipanggil pakej. Litar bersepadu dilindungi untuk memudahkan pengendalian dan melindungi peranti dari kerosakan. Litar bersepadu terdiri daripada beribu-ribu komponen asas dalam elektronik seperti transistor, diod, perintang, kapasitor.
Mikrokontroler terdapat dalam pelbagai jenis pakej IC dan masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. IC yang paling popular adalah Pakej Dual In-line (DIP), digunakan kebanyakannya dalam reka bentuk sistem tertanam.
DIP (Dual in line) Mikrokontroler
1. DIP (Pakej Dalam Talian Dwi)
2. SIP (Pakej Dalam Talian Tunggal)
3. SOP (pakej Garis Besar)
4. QFP (Pakej quad flat)
5. PGA (Array Pin Grid)
6. BGA (Bola Grid Array)
7. TQFP (Pakej Tin Quad flat)
Pemilihan IDE mikrokontroler
IDE bermaksud persekitaran pembangunan bersepadu dan ini adalah aplikasi perisian yang digunakan dalam kebanyakan projek berasaskan mikrokontroler. IDE biasanya terdiri daripada editor kod sumber, penyusun, jurubahasa dan penyahpepijat. Ia digunakan untuk mengembangkan aplikasi yang disematkan. IDE digunakan untuk memprogram mikrokontroler.
Pemilihan mikrokontroler IDE
IDE terdiri daripada komponen berikut: -
Penyunting kod sumber
Penyusun
Penyahpepijat
Pautan
Jurubahasa
Penukar fail hex
Penyunting
Editor kod sumber adalah penyunting teks yang direka khas untuk pengaturcara untuk menulis kod sumber aplikasi.
Penyusun
Penyusun adalah program yang menterjemahkan bahasa tahap tinggi (C, Embedded C) ke bahasa tahap mesin (format 0 'dan 1). Penyusun terlebih dahulu mengimbas keseluruhan program dan kemudian menerjemahkan program ke dalam kod mesin yang akan dilaksanakan oleh komputer.
Terdapat dua jenis penyusun: -
Penyusun Asli
Apabila program aplikasi dikembangkan dan disusun pada sistem yang sama, ia dikenali sebagai penyusun asli. Cth: C, JAVA, Oracle.
Penyusun silang
Apabila program aplikasi dikembangkan pada sistem host dan disusun pada sistem sasaran, ia disebut cross compiler. Semua projek berasaskan mikrokontroler dikembangkan oleh penyusun silang. Ex Embedded C, assemble, mikrokontroler.
Penyahpepijat
Debugger adalah program yang digunakan untuk menguji dan menyahpepijat program lain seperti program sasaran. Debugging adalah proses mencari dan mengurangkan bilangan bug atau kecacatan dalam program.
Pautan
Penghubung adalah program yang mengambil satu atau lebih fail objektif dari penyusun dan menggabungkannya ke dalam satu program yang dapat dilaksanakan.
Jurubahasa
Jurubahasa adalah perisian yang menukarkan bahasa aras tinggi menjadi bahasa yang dapat dibaca mesin dengan cara demi baris. Setiap arahan kod ditafsirkan dan dilaksanakan secara berasingan secara berurutan. Sekiranya terdapat ralat di bahagian arahan, ia akan menghentikan penafsiran kod tersebut.
Pengawal mikro yang berbeza dengan aplikasi
Berikut adalah ringkasan jadual yang memberi maklumat mengenai pengawal mikro yang berbeza dan projek yang boleh digunakan.
Pengawal mikro yang berbeza untuk aplikasi yang berbeza
Sudah bersedia untuk memilih mikrokontroler terbaik untuk projek anda? Kami harap sekarang, anda mesti mempunyai gambaran yang jelas dalam fikiran anda, mengenai mikrokontroler mana yang paling sesuai untuk sistem tertanam anda. Untuk rujukan anda, pelbagai projek terbenam boleh didapati di laman web edgefxkits.
Inilah soalan asas untuk anda - Bagi kebanyakan projek berasaskan mikrokontroler, menggabungkan semua ciri terbaik yang telah kami sebutkan di atas, keluarga mikrokontroler mana yang paling disukai dan mengapa?
Berikan jawapan anda dan maklum balas anda di bahagian komen yang diberikan di bawah.
Kredit gambar:
Mikrokontroler 8 bit oleh talian cepat
Mikrokontroler 16 Bit oleh industri langsung
32 Bit Mikrokontroler oleh talian cepat
Keluarga AVR mikrokontroler oleh elektrolin
Keluarga PIC mikrokontroler oleh jurutera
Senibina Harvard oleh eecatalog.com
Senibina berasaskan RISC oleh electronicsweekly.com
Senibina berasaskan CISC oleh studydroid.com
DIP (Dual in line) Mikrokontroler oleh t2.gstatic.com
