סוגי מיקרו-בקרים ויישומיהם

מיקרו-בקר הוא שבב יחיד והוא מסומן באמצעות µC או uC. טכנולוגיית הייצור המשמשת את הבקר שלה היא VLSI. שם חלופי של המיקרו-בקר הוא הבקר המוטמע. נכון לעכשיו, ישנם סוגים שונים של מיקרו-בקרים הקיימים בשוק כמו 4 סיביות, 8 סיביות, 64 סיביות ו- 128 סיביות. זהו מחשב מיקרו דחוס המשמש לשליטה בפונקציות המערכת המשובצות ברובוטים, מכונות משרדיות, כלי רכב מנועים, מכשירי חשמל ביתיים וגאדג'טים אלקטרוניים אחרים. הרכיבים השונים המשמשים במיקרו-בקר הם מעבד, ציוד היקפי וזיכרון. אלה משמשים בעצם במכשירים אלקטרוניים שונים הדורשים מתן שליטה על ידי מפעיל המכשיר. מאמר זה דן בסקירה כללית על סוגי המיקרו-בקרים ועבודתם.

מהו מיקרו-בקר?

מיקרו-בקר הוא מחשב על שבב קטן, בעלות נמוכה ומכילה עצמאית, שיכול לשמש כמערכת משובצת. כמה בקרי מיקרו עשויים להשתמש בביטויים של ארבע סיביות ולעבוד בתדרי קצב שעון, הכוללים בדרך כלל:

• מעבד 8 או 16 סיביות.
• מידה קטנה של זיכרון RAM.
• זיכרון ROM ותכנות לתכנות.
• קלט / פלט מקבילי וסידורי.
• טיימרים ומחוללי אותות.
• המרה אנלוגית לדיגיטלית ודיגיטלית לאנלוגית

בדרך כלל חייבים דרישות צריכת חשמל נמוכות למיקרו-בקרים מאחר ומכשירים רבים עליהם הם שולטים מופעלים באמצעות סוללה. משתמשים במיקרו-בקרים במוצרי אלקטרוניקה צרכניים רבים, מנועי רכב, ציוד היקפי למחשב, וציוד בדיקה או מדידה. ואלה מתאימים גם ליישומי סוללה לאורך זמן. החלק הדומיננטי של מיקרו-בקרים הנמצאים בשימוש בימינו מושתל במכשירים אחרים.

מיקרו-בקרים עובדים

שבב המיקרו-בקר הוא מכשיר מהיר, אך בהשוואה למחשב הוא איטי. כך כל הוראה תבוצע בתוך המיקרו-בקר במהירות מהירה. לאחר הפעלת האספקה, אז מתנד הקוורץ יופעל באמצעות רישום לוגיקת הבקרה. למספר שניות, מכיוון שההכנה המוקדמת נמצאת בפיתוח, אזי קבלים טפילים יטענו.

ברגע שרמת המתח משיגה את ערכה הגבוה ביותר ותדר המתנד הופך לתהליך יציב של כתיבת ביטים על גבי רושמי פונקציות מיוחדים. הכל קורה בהתבסס על ה- CLK של המתנד והאלקטרוניקה הכוללת תתחיל לעבוד. כל זה לוקח מעט מאוד ננו-שניות.

הפונקציה העיקרית של מיקרו-בקר היא, זה יכול להיחשב כמו מערכות עצמאיות המשתמשות בזיכרון מעבד. ניתן להשתמש בציוד ההיקפי שלה כמו מיקרו-בקר 8051. כאשר רוב המיקרו-בקרים הנמצאים בשימוש כיום מוטבעים בסוגים אחרים של מכונות כמו מכשירי טלפון, מכוניות וציוד היקפי למערכות מחשב.

יסודות סוגי מיקרו-בקרים

כל מכשיר חשמלי המשמש לאחסון, מדידה והצגת המידע, אחרת מודד מורכב משבב בתוכו. המבנה הבסיסי של המיקרו-בקר כולל רכיבים שונים.

מעבד

המיקרו-בקר נקרא מכשיר מעבד, משמש לביצוע ופענוח הנתונים ולבסוף משלים את המשימה שהוקצתה ביעילות. באמצעות יחידת עיבוד מרכזית, כל רכיבי המיקרו-בקר מחוברים למערכת מסוימת. ניתן לפענח הוראות באמצעות זיכרון הניתן לתכנות באמצעות המעבד.

זיכרון

במיקרו-בקר שבב הזיכרון עובד כמו מעבד מכיוון שהוא שומר את כל הנתונים וגם את התוכניות. מיקרו-בקרים מתוכננים עם כמות מסוימת של זיכרון RAM / ROM / פלאש לאחסון קוד המקור של התוכנית.

יציאות קלט / פלט

בעיקרון, יציאות אלה משמשות לממשק, אחרת מניעות מכשירים שונים כמו נוריות, LCD, מדפסות וכו '.

יציאות טוריות

יציאות טוריות משמשות לספק ממשקים טוריים בין מיקרו-בקר כמו גם מגוון ציוד היקפי אחר כמו יציאה מקבילה.

טיימרים

מיקרו-בקר כולל טיימרים אחרת מונים. אלה משמשים לניהול כל פעולות התזמון והספירה במיקרו-בקר. תפקידו העיקרי של המונה הוא לספור פולסים חיצוניים ואילו הפעולות המבוצעות באמצעות טיימרים הן פונקציות שעון, דורות דופק, אפנון, מדידת תדר, ביצוע תנודות וכו '.

ADC (ממיר אנלוגי לדיגיטלי)

ADC הוא ראשי התיבות של ממיר אנלוגי לדיגיטלי. התפקיד העיקרי של ADC הוא לשנות את האותות מאנלוגי לדיגיטלי. עבור ADC, אותות הקלט הנדרשים הם אנלוגיים והפקת אות דיגיטלי משמשת ביישומים דיגיטליים שונים כמו מכשירי מדידה

DAC (ממיר דיגיטלי לאנלוגי)

ראשי התיבות של DAC הוא ממיר דיגיטלי לאנלוגי, המשמש לביצוע פונקציות הפוכות ל- ADC. בדרך כלל, מכשיר זה משמש לניהול מכשירים אנלוגיים כגון מנועי DC וכו '.

לפרש שליטה

בקר זה משמש לתת שליטה מאוחרת לתוכנית פועלת והפרשנות היא פנימית אחרת, חיצונית.

בלוק תפקודי מיוחד

כמה בקרי מיקרו מיוחדים המיועדים למכשירים מיוחדים כמו רובוטים, מערכות חלל כוללות בלוק פונקציות מיוחד. לחסימה זו יש יציאות נוספות לביצוע פעולות מסוימות.

כיצד מסווגים סוגי מיקרו-בקרים?

בקרי המיקרו מאופיינים לגבי רוחב אוטובוס, מערך הוראות ומבנה זיכרון. עבור אותה משפחה, יתכנו צורות שונות עם מקורות שונים. מאמר זה מתאר כמה מהסוגים הבסיסיים של מיקרו-בקר שמשתמשים חדשים אולי לא מכירים.

סוגי המיקרו-בקר מוצגים באיור, הם מאופיינים בסיביות שלהם, בארכיטקטורת הזיכרון, בזיכרון / בהתקנים ובמערכת ההוראות. בואו נדון בקצרה.

סוגי מיקרו-בקרים

סוגי מיקרו-בקרים לפי מספר הביטים

הסיביות במיקרו-בקר הן 8 סיביות, 16 סיביות ו -32 סיביות.

בתוך 8 סיביות מיקרו-בקר, הנקודה בה האוטובוס הפנימי הוא 8 סיביות ואז ה- ALU מבצע את פעולות החשבון והלוגיקה. הדוגמאות למיקרו-בקרים של 8 סיביות הן משפחות אינטל 8031/8051, PIC1x ומוטורולה MC68HC11.

ה 16 סיביות מיקרו-בקר מבצע דיוק וביצועים גדולים יותר בהשוואה ל- 8 סיביות. לדוגמא, מיקרו-בקרים של 8 סיביות יכולים להשתמש רק ב -8 ביט, וכתוצאה מכך טווח סופי של 0 × 00 - 0xFF (0-255) לכל מחזור. לעומת זאת, בקרי מיקרו-ביט של 16 סיביות עם רוחב נתוני הסיביות שלהם טווח של 0 × 0000 - 0xFFFF (0-65535) לכל מחזור.

הערך הקיצוני ביותר של טיימר ארוך יותר עשוי להוכיח שהוא שימושי ביישומים ומעגלים מסוימים. זה יכול לפעול באופן אוטומטי על שני מספרים של 16 סיביות. כמה דוגמאות למיקרו-בקרים של 16 סיביות הן משפחות MCU של 16 סיביות המורחבות משפחות 8051XA, PIC2x, Intel 8096 ו- Motorola MC68HC12.

ה 32 סיביות המיקרו-בקר משתמש בהוראות 32 סיביות לביצוע פעולות החשבון והלוגיקה. אלה משמשים במכשירים הנשלטים אוטומטית, כולל מכשירים רפואיים מושתלים, מערכות בקרת מנוע, מכונות משרדיות, מכשירי חשמל וסוגים אחרים של מערכות משובצות. כמה דוגמאות הן משפחת Intel / Atmel 251, PIC3x.

סוגי מיקרו-בקרים על פי התקני זיכרון

התקני הזיכרון מחולקים לשני סוגים, הם כן

• מיקרו-בקר זיכרון מוטבע
• מיקרו-בקר זיכרון חיצוני

מיקרו-בקר זיכרון משובץ : כאשר למערכת משובצת יש יחידת מיקרו-בקר הכוללת את כל הבלוקים הפונקציונליים הזמינים בשבב נקרא מיקרו-בקר מוטבע. לדוגמא, 8051 בעל זיכרון תוכנה ונתונים, יציאות קלט / פלט, תקשורת טורית, מונים וטיימרים והפרעות בשבב הוא מיקרו-בקר מוטבע.

מיקרו בקר זיכרון חיצוני : כאשר למערכת משובצת יש יחידת מיקרו-בקר שאינה כוללת את כל הבלוקים הפונקציונליים הזמינים בשבב, נקרא מיקרו-בקר זיכרון חיצוני. לדוגמא, ל- 8031 ​​אין זיכרון תוכנית בשבב שהוא מיקרו-בקר זיכרון חיצוני.

סוגי מיקרו-בקרים על פי מערך ההוראות

CISC : CISC הוא מחשב להגדרת הוראות מורכבות. זה מאפשר למתכנת להשתמש בהוראה אחת במקום הוראות פשוטות רבות.

לְהִסְתָכֵּן : ה- RISC מייצג סט מחשבים להורדת הוראה, סוג זה של ערכות הוראות מפחית את העיצוב של המעבד לסטנדרטים בתעשייה. הוא מאפשר לכל הוראה לפעול בכל רישום או להשתמש בכל מצב כתובת וגישה בו זמנית לתכנית ולנתונים.

דוגמה ל- CISC ו- RISC

מהדוגמה לעיל, מערכות RISC מקצרות את זמן הביצוע על ידי הפחתת מחזורי השעון לכל הוראה, ומערכות CISC מקצרות את זמן הביצוע על ידי צמצום מספר ההוראות לכל תוכנית. ה- RISC נותן ביצוע טוב יותר מאשר ה- CISC.

סוגי מיקרו-בקרים על פי ארכיטקטורת הזיכרון

ארכיטקטורת הזיכרון של המיקרו-בקר הם שני סוגים, והם:

• מיקרו-בקר אדריכלות זיכרון בהרווארד
• מיקרו בקר אדריכלות זיכרון פרינסטון

מיקרו בקר אדריכלות זיכרון בהרווארד : הנקודה שבה יחידת מיקרו-בקר כוללת שטח כתובת זיכרון שונה עבור התוכנית וזיכרון הנתונים, למיקרו-בקר יש ארכיטקטורת זיכרון של הרווארד במעבד.

פרינסטון אדריכלות זיכרון מיקרו-בקר : הנקודה שבה למיקרו-בקר יש כתובת זיכרון משותפת לזיכרון התוכנית ולזיכרון הנתונים, למיקרו-בקר יש ארכיטקטורת זיכרון של פרינסטון במעבד.

סוגי מיקרו-בקרים

ישנם סוגים שונים של מיקרו-בקר כמו 8051, PIC, AVR, ARM,

מיקרו-בקר 8051

זהו מיקרו-בקר 40 פינים עם Vcc של 5V המחובר לסיכה 40 ו- Vss בסיכה 20 שנשמרת 0V. ויש יציאות קלט ופלט מ- P1.0 - P1.7 ואשר בעלות תכונת ניקוז פתוח. ל- Port3 יש תכונות נוספות. Pin36 הוא במצב הניקוז הפתוח ו- pin17 משך פנימה את הטרנזיסטור בתוך המיקרו-בקר.

כאשר אנו מיישמים לוגיקה 1 בפורט 1 אז נקבל לוגיקה 1 בפורט 21 ולהיפך. התכנות של המיקרו-בקר מורכב לחלוטין. בעיקרון, אנו כותבים תוכנית בשפת C אשר מומרת לאחר מכן לשפת מכונה המובנת על ידי המיקרו-בקר.

סיכה RESET מחוברת ל- pin9, מחוברת עם קבלים. כאשר המתג פועל, הקבל מתחיל לטעון ו- RST גבוה. החלת גבוה על סיכת האיפוס מאפסת את המיקרו-בקר. אם אנו מיישמים לוגיקה אפס על סיכה זו, התוכנית מתחילה לבצע מההתחלה.

אדריכלות זיכרון משנת 8051

הזיכרון של 8051 מחולק לשני חלקים. הם זיכרון תוכנה וזיכרון נתונים. זיכרון התוכנית מאחסן את התוכנית שמבוצעת ואילו זיכרון הנתונים שומר את הנתונים ואת התוצאות באופן זמני. ה- 8051 שימש במספר רחב של מכשירים, בעיקר משום שקל לשלב אותו במכשיר. מיקרו-בקרים משמשים בעיקר בניהול אנרגיה, מסך מגע, מכוניות ומכשירים רפואיים.

זיכרון תוכנית 8051

וגם

זיכרון נתונים של 8051

תיאור סיכה של מיקרו-בקר 8051

סיכה 40: Vcc הוא מקור הכוח העיקרי של + 5V DC.

סיכה 20: Vss - הוא מייצג את חיבור הקרקע (0 V).

סיכות 32-39: ידוע בתור יציאה 0 (P0.0 עד P0.7) כדי לשמש כיציאות קלט / פלט.

סיכה 31: Latch Latch Enable (ALE Latch Enable) (ALE Latch Enable (ALE)) משמש לדמפלקס את אות נתוני הכתובת של יציאה 0.

סיכה 30: (EA) קלט גישה חיצונית משמש להפעלה או השבתה של ממשק זיכרון חיצוני. אם אין דרישת זיכרון חיצונית, הפין הזה תמיד נשמר גבוה.

סיכה 29: Program Store Enable (PSEN) משמש לקריאת אותות מזיכרון התוכנית החיצוני.

סיכות- 21-28: ידוע בתור יציאה 2 (P 2.0 עד P 2.7) - בנוסף לשמש יציאת קלט / פלט, אותות אוטובוס כתובות מסדר גבוה יותר מרובבים עם יציאה כמעט דו כיוונית זו.

סיכות 18 ו -19: משמש לממשק גביש חיצוני בכדי לספק שעון מערכת.

סיכות 10 - 17: יציאה זו משרתת גם כמה פונקציות אחרות כמו הפרעות, קלט טיימר, אותות בקרה לממשק זיכרון חיצוני קריאה וכתיבה. זהו יציאה כמעט דו כיוונית עם משיכה פנימית.

סיכה 9: זהו סיכה RESET, המשמשת להגדרת מיקרו-בקרי 8051 לערכים הראשוניים שלו, בזמן שהמיקרו-בקר עובד או בתחילת היישום הראשוני. יש להגדיר את סיכת RESET גבוהה למשך שני מחזורי מכונה.

סיכות 1 - 8: יציאה זו אינה משרתת אף פונקציה אחרת. יציאה 1 היא יציאת קלט / פלט כמעט דו-כיוונית.

מיקרו-בקר Renesas

Renesas היא משפחת המיקרו-בקר האחרונה לרכב המציעה תכונות בעלות ביצועים גבוהים עם צריכת חשמל נמוכה במיוחד לאורך פריטים רחבים ורב-תכליתיים. מיקרו-בקר זה מציע אבטחה פונקציונלית עשירה ומאפייני בטיחות משובצים הנדרשים ליישומי רכב חדשים ומתקדמים. מבנה הליבה של מעבד המיקרו-בקר תומך באמינות גבוהה ובדרישות ביצועים גבוהים.

הצורה המלאה של מיקרו-בקר RENESAS היא 'רנסנס סמיקונדקטור לפתרונות מתקדמים'. מיקרו-בקרים אלה מציעים את הביצועים הטובים ביותר למיקרו-מעבדים כמו גם למיקרו-בקרים בעלי תכונות ביצוע טובות יחד עם ניצול ההספק הנמוך מאוד, כמו גם אריזה מוצקה.

למיקרו-בקר זה יכולת זיכרון עצומה כמו גם pinout, ולכן אלה מנוצלים ביישומי בקרת רכב שונים. משפחות המיקרו-בקרים הפופולריות ביותר הן ה- RX כמו גם ה- RL78 בשל ביצועיהם הגבוהים. התכונות העיקריות של RENESAS RL78, כמו גם מיקרו-בקרים משפחתיים מבוססי RX, כוללים את הדברים הבאים.

• הארכיטקטורה המשמשת במיקרו-בקר זה היא אדריכלות CISC בהרווארד המעניקה ביצועים גבוהים.
• ניתן להגיע למשפחה של RL78 במיקרו-בקרים של 8 סיביות, כמו גם של 16 סיביות ואילו משפחת RX היא מיקרו-בקר של 32 סיביות.
• המיקרו-בקר המשפחתי RL78 הוא מיקרו-בקר בעל צריכת חשמל נמוכה ואילו משפחת ה- RX מספקת יעילות גבוהה כמו גם ביצועים.
• המיקרו-בקר RL78 המשפחתי זמין בין 20 פינים ל 128 פינים ואילו ניתן להשיג את משפחת RX במיקרו-בקר 48 פינים לחבילה של 176 פינים.
• עבור המיקרו-בקר RL78, זיכרון הפלאש נע בין 16KB ל- 512KB ואילו עבור משפחת RX הוא 2MB.
• ה- RAM של המיקרו-בקר המשפחתי RX נע בין 2KB ל- 128KB.
• המיקרו-בקר Renesas מציע הספק נמוך, ביצועים גבוהים, חבילות צנועות, והמגוון הגדול ביותר של גדלי הזיכרון בשילוב עם ציוד היקפי עשיר במאפיינים.

מיקרו-בקרים Renesas

• Renesas מציעה את משפחות המיקרו-בקר הכי צדדיות בעולם למשל משפחת ה- RX שלנו מציעה סוגים רבים של מכשירים עם גרסאות זיכרון החל מבזק 32K / 4K RAM ועד פלאש 8M מדהים / 512K RAM.
• משפחת RX של מיקרו-בקרים של 32 סיביות היא MCU עשיר בתכונות וייעוד כללי המכסה מגוון רחב של יישומי בקרה מוטבעים עם קישוריות מהירה, עיבוד אותות דיגיטלי ובקרת מהפך.
• משפחת המיקרו-בקר RX משתמשת בארכיטקטורת CISC משופרת של 32 סיביות כדי להשיג ביצועים גבוהים מאוד.

תיאור סיכה

סידור סיכות של מיקרו-בקר Renesas מוצג באיור:

תרשים סיכות של מיקרוסקרטים של Renesas

זהו מיקרו-בקר 20 פינים. סיכה 9 היא Vss, סיכה קרקעית, ו- Vdd, סיכת אספקת חשמל. יש לו שלושה סוגים שונים של הפרעות, שהם הפרעה רגילה, הפרעה מהירה, הפרעה במהירות גבוהה.

הפרעות רגילות מאחסנות את הרישומים המשמעותיים בערימה באמצעות הוראות דחיפה ופופ. ההפרעות המהירות נשמרות אוטומטית מונה התוכנה ומילת המעבד ברשומות הגיבוי המיוחדות, כך שזמן התגובה מהיר יותר. והפרעות במהירות גבוהה מקצות עד ארבעה מהקופות הכלליות לשימוש ייעודי על ידי הפסק כדי להרחיב את המהירות עוד יותר.

מבנה האוטובוסים הפנימי נותן 5 אוטובוסים פנימיים על מנת להבטיח כי הטיפול בנתונים לא יואט. אחיות הוראה מתרחשות באמצעות אוטובוס רחב של 64 סיביות, כך שעקב ההוראות באורך משתנה המשמשות בארכיטקטורות CISC.

תכונות ויתרונות של מיקרו-בקרים RX

• צריכת חשמל נמוכה מתממשת באמצעות טכנולוגיה מרובת ליבות
• תמיכה בתפעול 5V בעיצוב תעשייתי ומכשירים
• מדרגיות בין 48 ל -145 פינים ומ 32KB ל 1MB זיכרון פלאש, עם 8KB של זיכרון פלאש נתונים כלול
• תכונת בטיחות משולבת
• ערכת פונקציות עשירה משולבת של 7 UART, I2C, 8 SPI, משווים, 12 סיביות ADC, 10 סיביות DAC ו- 24 סיביות ADC (RX21A), אשר תפחית את עלות המערכת על ידי שילוב מרבית הפונקציות

יישום של מיקרו-בקר Renesas

• אוטומציה תעשייתית
• יישומי תקשורת
• יישומי בקרת מנוע
• בדיקה ומדידה
• יישומים רפואיים

AVR מיקרו-בקרים

מיקרו בקר AVR פותח על ידי Alf-Egil Bogen ו- Vegard Wollan מתאגיד Atmel. מיקרו-בקרי ה- AVR משתנים בארכיטקטורת RISC של הרווארד עם זיכרונות נפרדים לנתונים ולתכנית ומהירות ה- AVR גבוהה בהשוואה ל- 8051 ו- PIC. ה- AVR מייצג ל אם-אגיל בוגן ו ו אגארד וולן ר מעבד ISC.

מיקרו בקר Atmel AVR

ההבדל בין בקרי 8051 ו- AVR

• 8051s הם בקרי 8 סיביות המבוססים על ארכיטקטורת CISC, AVR הם בקרי 8 סיביות המבוססים על ארכיטקטורת RISC
• 8051 צורכת יותר חשמל ממיקרו בקר AVR
• בשנת 8051 נוכל לתכנת בקלות ממיקרו בקר AVR
• מהירות ה- AVR היא יותר ממיקרו 8051

סיווג בקרי AVR

מיקרו-בקרים AVR מסווגים לשלושה סוגים:

• TinyAVR - פחות זיכרון, גודל קטן, מתאים רק ליישומים פשוטים יותר
• MegaAVR - אלו הם הפופולאריים ביותר שיש להם זיכרון טוב (עד 256 KB), המספר הגבוה יותר של ציוד היקפי מובנה, ומתאים ליישומים בינוניים עד מורכבים.
• XmegaAVR - משמש באופן מסחרי ליישומים מורכבים, הדורשים זיכרון גדול של התוכניות ומהירות גבוהה

תכונות של מיקרו בקר AVR

• 16KB של פלאש לתכנות בתוך המערכת
• 512B של EEPROM לתכנות במערכת
• טיימר 16 סיביות עם תכונות נוספות
• מתנדים פנימיים מרובים
• זיכרון פלאש הוראות פנימי ומתוכנת בעצמו עד 256K
• ניתן לתכנות בתוך המערכת בשיטות ISP, JTAG או מתח גבוה
• קטע קוד אתחול אופציונלי עם ביט נעילה עצמאי להגנה
• ציוד היקפי סדרתי סינכרוני / אסינכרוני (UART / USART)
• אוטובוס ממשק היקפי סידורי (SPI)
• ממשק טורי אוניברסלי (USI) להעברת נתונים סינכרוני דו / שלושה חוטים
• טיימר כלב שמירה (WDT)
• מספר מצבי שינה לחיסכון בחשמל
• ממירי A / D של 10 סיביות, עם מולטיפלקס של עד 16 ערוצים
• תמיכה בבקר CAN ו- USB
• התקני מתח נמוך הפועלים עד 1.8 וולט

ישנם מיקרו-בקרים משפחתיים רבים של AVR, כגון ATmega8, ATmega16, וכן הלאה. במאמר זה נדון במיקרו-בקרה ATmega328. ה- ATmega328 ו- ATmega8 הם ICs תואמים לסיכה אך מבחינה פונקציונאלית הם שונים. ל- ATmega328 יש זיכרון פלאש של 32kB, כאשר ל- ATmega8 יש 8kB. הבדלים אחרים הם תוספת SRAM ו- EEPROM, תוספת של הפרעות להחלפת הסיכה וטיימרים. חלק מהתכונות של ATmega328 הן:

תכונות של ATmega328

• מיקרו-בקר AVR בעל 28 פינים
• זיכרון תוכנית פלאש של 32 קילו-בתים
• זיכרון נתונים EEPROM של 1 קילו-בתים
• זיכרון נתונים SRAM של 2 קילו-בתים
• סיכות קלט / פלט הן 23
• שני טיימרים של 8 סיביות
• ממיר A / D
• שישה ערוצים PWM
• USART מובנה
• מתנד חיצוני: עד 20 מגה הרץ

תיאור סיכה של ATmega328

זה מגיע ב 28 פינים DIP, המוצג באיור להלן:

תרשים סיכות AVR מיקרו-בקרים

Vcc: מתח אספקה ​​דיגיטלי.

GND: קרקע, אדמה.

נמל ב ': יציאה B היא יציאת קלט / פלט דו כיוונית של 8 סיביות. סיכות יציאה B מוצגות שלוש פעמים כאשר מצב איפוס הופך להיות פעיל או כזה, גם אם השעון אינו פועל.

נמל C: יציאה C היא יציאת קלט / פלט דו-כיוונית בת 7 סיביות עם נגדי משיכה פנימיים.

PC6 / RESET

נמל D: זהו יציאת קלט / פלט דו כיוונית של 8 סיביות עם נגדי משיכה פנימיים. מאגרי הפלט של פורט D מורכבים ממאפייני כונן סימטריים.

AVcc: AVcc הוא סיכת מתח האספקה ​​עבור ה- ADC.

AREF: AREF הוא סיכת הפניה אנלוגית עבור ה- ADC.

יישומים של מיקרו בקר AVR

ישנם יישומים רבים של מיקרו-בקרי AVR בהם הם משמשים לאוטומציה ביתית, מסך מגע, מכוניות, מכשירים רפואיים והגנה.

מיקרו-בקר PIC

PIC הוא בקר ממשק היקפי, שפותח על ידי המיקרו-אלקטרוניקה של המכשיר הכללי, בשנת 1993. הוא נשלט על ידי התוכנה. ניתן לתכנת אותן כדי להשלים משימות רבות ולשלוט בקו דור ועוד רבות נוספות. מיקרו-בקרים של PIC מוצאים את דרכם ליישומים חדשים כמו סמארטפונים, אביזרי שמע, ציוד היקפי למשחקי וידאו ומכשירים רפואיים מתקדמים.

ישנם PICs רבים, שהתחילו עם PIC16F84 ו- PIC16C84. אבל אלה היו תמונות ה- PIC הבאות במחיר סביר. Microchip הציגה לאחרונה שבבי פלאש עם סוגים אטרקטיביים בהרבה, כמו 16F628, 16F877 ו- 18F452. ה- 16F877 הוא בערך כפול ממחירו של ה- 16F84 הישן, אך יש לו פי שמונה גודל קוד, הרבה יותר זיכרון RAM, הרבה יותר סיכות קלט / פלט, ממיר UART, ממיר A / D, ועוד הרבה יותר.

מיקרו-בקר PIC

תכונות של PIC16F877

התכונות של pic16f877 כוללות את הדברים הבאים.

• מעבד RISC בעל ביצועים גבוהים
• עד 8K x 14 מילים של זיכרון תוכנית FLASH
• 35 הוראות (קידוד באורך קבוע -14 ביט)
• 368 × 8 זיכרון נתונים סטטי מבוסס RAM
• עד 256 x 8 בתים של זיכרון נתונים EEPROM
• יכולת הפרעה (עד 14 מקורות)
• שלושה מצבי התייחסות (ישיר, עקיף, יחסי)
• איפוס הפעלה (POR)
• זיכרון אדריכלות הרווארד
• חיסכון בחשמל במצב שינה
• טווח מתח הפעלה רחב: 2.0 וולט עד 5.5 וולט
• כיור / מקור זרם גבוה: 25mA
• מכונה מבוססת מצברים

תכונות היקפיות

3 טיימר / דלפקים (טרום סקלר לתכנות)

• טיימר 0, טיימר 2 הוא טיימר / דלפק 8 סיביות עם טרום סקלר 8 סיביות
• טיימר 1 הוא 16 סיביות, ניתן להגדיל אותו במהלך השינה באמצעות גביש / שעון חיצוני

שני מודולי לכידה, השוואה, PWM

• פונקציית לכידת הקלט מתעדת את ספירת Timer1 במעבר סיכה
• פלט של פונקציית PWM הוא גל מרובע עם תקופה הניתנת לתכנות ומחזור חובה.

ממיר אנלוגי לדיגיטלי בן 10 סיביות עם 8 ערוצים

USART עם זיהוי כתובות של 9 סיביות

יציאה טורית סינכרונית עם מצב מאסטר ו- I2C Master / Slave

יציאת העבדים המקבילה של 8 סיביות

תכונות אנלוגיות

• ממיר אנלוגי לדיגיטלי של 10 סיביות, עד 8 ערוצים (A / D)
• איפוס חום-החוצה (BOR)
• מודול משווה אנלוגי (ריבוב קלט לתכנות מכניסות התקן ויצירות משווה נגיש חיצונית)

תיאור סיכה של PIC16F877A

תיאור הסיכה של PIC16F877A נדון להלן.

יתרונות PIC

• זהו עיצוב RISC
• הקוד שלה יעיל ביותר, ומאפשר ל- PIC לרוץ עם פחות זיכרון תוכנה מאשר המתחרים הגדולים שלו
• מדובר בעלות נמוכה, במהירות שעון גבוהה

מעגל יישום אופייני של PIC16F877A

המעגל למטה מורכב מנורה שהמתג שלה נשלט באמצעות מיקרו-בקר PIC. המיקרו-בקר מתממשק עם גביש חיצוני המספק קלט שעון.

יישום PIC16F877A מיקרו-בקרים

ה- PIC מתממשק גם עם כפתור כפתור ובעת לחיצה על כפתור הלחיצה, המיקרו-בקר בהתאם שולח אות גבוה לבסיס הטרנזיסטור, כדי להפעיל את הטרנזיסטור ובכך לתת חיבור מתאים לממסר כדי להפעיל אותו. ולאפשר מעבר זרם זרם חילופין למנורה וכך המנורה זוהרת. מצב הפעולה מוצג על גבי LCD המממשק למיקרו-בקר PIC.

מיקרו בקר MSP

מיקרו-בקר כמו MSP430 הוא מיקרו-בקר של 16 ביט. המונח MSP הוא ראשי התיבות של 'מעבד אותות מעורב'. משפחת מיקרו-בקר זו לקוחה מטקסס אינסטרומנטס ותוכננה למערכות פיזור חשמל בעלות נמוכה כמו גם נמוכה. בקר זה כולל אוטובוס נתונים של 16 סיביות, מצבי כתובת 7 עם סט הוראות מופחת, המאפשר קוד תכנות צפוף וקצר יותר המשמש לביצועים מהירים.

מיקרו-בקר זה הוא סוג של מעגל משולב המשמש לביצוע התוכניות לשליטה במכונות או בהתקנים אחרים. זהו סוג אחד של מכשיר מיקרו, המשמש לשליטה במכונות אחרות. את התכונות של מיקרו-בקר זה ניתן להשיג בדרך כלל עם סוגים אחרים של המיקרו-בקר.

• שלם SoC כמו ADC, LCD, יציאות קלט / פלט, RAM, ROM, UART, טיימר כלב שמירה, טיימר בסיסי וכו '.
• היא משתמשת בקריסטל חיצוני אחד ומתנד FLL (לולאה נעולה בתדרים) נגזר בעיקר את כל ה- CLK הפנימיים
• ניצול ההספק נמוך כמו 4.2 nW רק לכל הוראה
• גנרטור יציב לקבועים הנפוצים ביותר כמו –1, 0, 1, 2, 4, 8
• מהירות גבוהה אופיינית היא 300 ns לכל הוראה כמו 3.3 MHz CLK
• מצבי כתובת הם 11 כאשר שבעת מצבי הכתובת משמשים עבור אופרנדות המקור וארבעה מצבי כתובת משמשים עבור אופרנד היעד.
• ארכיטקטורת RISC עם 27 הוראות ליבה

קיבולת בזמן אמת מלאה, יציבה ותדירות CLK של המערכת ניתן להשיג לאחר 6 שעונים רק לאחר שחזור ה- MSP430 ממצב הספק נמוך. עבור הגביש הראשי, אין המתנה להתחלת התייצבות ותנודה.

הוראות הליבה שולבו תוך שימוש בתכונות מיוחדות כדי להקל על התוכנית בתוך המיקרו-בקר MSP430 באמצעות הרכבה אחרת ב- C כדי לספק פונקציונליות יוצאת מן הכלל כמו גם גמישות. למשל, אפילו באמצעות ספירת הוראות נמוכה, המיקרו-בקר מסוגל לעקוב בערך אחר כל מערך ההוראות.

מיקרו-בקר היטאצ'י

מיקרו-בקר Hitachi שייך למשפחת H8. שם כמו H8 משמש במשפחה גדולה של 8 סיביות, 16 סיביות ו 32 סיביות של מיקרו-בקרים. מיקרו-בקרים אלה פותחו באמצעות Renesas Technology. טכנולוגיה זו נוסדה במוליכים למחצה של היטאצ'י, בשנת 1990.

מיקרו בקר מוטורולה

מיקרו-בקר מוטורולה הוא מיקרו-בקר משולב במיוחד, המשמש לתהליך טיפול בנתונים עם ביצועים גבוהים. היחידה של מיקרו-בקר זה משתמשת ב- SIM (מודול שילוב מערכת), TPU (יחידת עיבוד זמן) ו- QSM (מודול סידורי בתור).

יתרונות סוגי מיקרו-בקרים

היתרונות של סוגי מיקרו-בקרים כוללים את הדברים הבאים.

• מְהֵימָן
• לשימוש חוזר
• חסכונית באנרגיה
• עלות תועלת
• לשימוש חוזר
• זה דורש פחות זמן לפעולה
• אלה גמישים וקטנים מאוד
• בגלל האינטגרציה הגבוהה שלהם, ניתן להפחית את גודלה ואת עלות המערכת.
• ממשק של המיקרו-בקר קל עם יציאות ROM, RAM ו- I / O נוספות.
• ניתן לבצע משימות רבות, כך שאפשר להפחית את ההשפעה האנושית.
• זה פשוט לשימוש, פתרון בעיות ותחזוקת המערכת פשוט.
• זה עובד כמו מחשב מיקרו ללא חלקים דיגיטליים

חסרונות של סוגי מיקרו-בקרים

החסרונות של סוגי המיקרו-בקרים כוללים את הדברים הבאים.

• מורכבות תכנות
• רגישות אלקטרוסטטית
• ממשק עם התקנים בעלי עוצמה גבוהה אינו אפשרי.
• המבנה שלו מורכב יותר בהשוואה למיקרו-מעבדים.
• באופן כללי, הוא משמש במכשירי מיקרו
• זה פשוט מבצע לא שלם. של הוצאות להורג בו זמנית.
• משתמשים בו בדרך כלל בציוד מיקרו
• יש לו מבנה מורכב יותר בהשוואה למיקרו-מעבד
• המיקרו-בקר אינו יכול להתממשק ישירות למכשיר בעל הספק גבוה יותר
• זה ביצע רק מספר מצומצם של הוצאות להורג בו זמנית

יישומים של סוגי מיקרו-בקרים

מיקרו-בקרים משמשים בעיקר למכשירים משובצים, בניגוד למיקרו-מעבדים המשמשים במחשבים אישיים, אחרת במכשירים אחרים. אלה משמשים בעיקר במכשירים שונים כמו מכשירים רפואיים מושתלים, כלי חשמל, מערכות בקרת מנועים ברכבים, מכונות המשמשות במשרדים, מכשירים הנשלטים באמצעות שלט רחוק, צעצועים וכו '. היישומים העיקריים של סוגי מיקרו-בקרים כוללים את הדברים הבאים.

• מכוניות
• מערכות מדידה ביד
• טלפונים ניידים
• מערכות מחשב
• אזעקות אבטחה
• מכשירים
• מצב המונה
• מצלמות
• תנור מיקרו
• מכשירי מדידה
• מכשירים לבקרת תהליכים
• משמש במכשירי מדידה ומדידה, מד מתח, מדידת עצמים מסתובבים
• שליטה בהתקנים
• מכשירי מכשור תעשייתיים
• מכשירי מכשור בתעשיות
• חישה קלה
• אמצעי בטיחות
• התקני בקרת תהליכים
• בקרת מכשירים
• גילוי האש
• חישת טמפרטורה
• טלפונים ניידים
• מוביילים אוטומטיים
• מכונות כביסה
• מצלמות
• אזעקות אבטחה

לפיכך, מדובר בכל סקירה כללית על סוגי המיקרו-בקרים . מיקרו-בקרים אלה הם מחשבי מיקרו-שבב יחיד והטכנולוגיה המשמשת לייצורו היא VLSI. אלה ידועים גם כבקרי משובצים אשר זמינים ב -4 סיביות, 8 סיביות, 64 סיביות ו- 128 סיביות. שבב זה נועד לשלוט על פונקציות מערכת מוטבעות שונות. הנה שאלה בשבילך, מה ההבדל בין מעבד למיקרו-בקר?