Typy mikrokontrolérov a ich aplikácie

Mikrokontrolér je jeden čip a označuje sa μC alebo uC. Technológia výroby použitá pre jeho radič je VLSI. Alternatívnym názvom mikrokontroléra je zabudovaný radič. V súčasnosti na trhu existujú rôzne typy mikrokontrolérov, napríklad 4-bitové, 8-bitové, 64-bitové a 128-bitové. Jedná sa o komprimovaný mikropočítač používaný na riadenie funkcií zabudovaného systému v robotoch, kancelárskych strojoch, motorových vozidlách, domácich spotrebičoch a ďalších elektronických prístrojoch. Rôzne komponenty používané v mikrokontroléri sú procesor, periférie a pamäť. V zásade sa používajú v rôznych elektronických zariadeniach, ktoré si vyžadujú určitú kontrolu zo strany operátora zariadenia. Tento článok pojednáva o prehľade typov mikrokontrolérov a ich fungovaní.

Čo je to mikrokontrolér?

Mikrokontrolér je malý, nízkonákladový a samostatný počítač na čipu, ktorý je možné použiť ako zabudovaný systém. Niekoľko mikrokontrolérov môže využívať štvorbitové výrazy a pracovať na frekvenciách taktovacích frekvencií, ktoré zvyčajne zahŕňajú:

• 8 alebo 16-bitový mikroprocesor.
• Trochu miery RAM.
• Programovateľná ROM a flash pamäť.
• Paralelné a sériové I / O.
• Časovače a generátory signálu.
• Analógovo-digitálna a digitálno-analógová konverzia

Mikrokontroléry zvyčajne musia mať nízku spotrebu energie, pretože veľa zariadení, ktoré ovládajú, je napájaných z batérie. Mikrokontroléry sa používajú v mnohých spotrebných elektronikách, motoroch automobilov, počítačových perifériách a testovacích alebo meracích zariadeniach. A tieto sú veľmi vhodné pre aplikácie s dlhou výdržou batérie. Dominantná časť mikrokontrolérov, ktorá sa dnes používa, je implantovaná do iného prístroja.

Mikrokontroléry pracujú

Čip mikrokontroléra je vysokorýchlostné zariadenie, ale v porovnaní s počítačom je pomalý. Každá inštrukcia bude teda vykonaná v mikrokontroléri vysokou rýchlosťou. Akonáhle je napájanie zapnuté, potom sa kremenný oscilátor aktivuje cez riadiaci logický register. Počas počiatočnej prípravy je niekoľko sekúnd nabitá, potom sa nabijú parazitické kondenzátory.

Akonáhle úroveň napätia dosiahne svoju najvyššiu hodnotu a frekvencia oscilátora sa zmení na stabilný proces zápisu bitov cez špeciálne funkčné registre. Všetko sa deje na základe CLK oscilátora a celková elektronika začne pracovať. To všetko trvá extrémne málo nanosekúnd.

Hlavnou funkciou mikrokontroléra je, že ho možno považovať za samostatné systémy využívajúce pamäť procesora. Jeho periférie možno využiť ako mikrokontrolér 8051. Keď sú v súčasnosti používané mikrokontroléry zabudované do iných druhov strojov, ako sú telefóny, periférie automobilov a počítačových systémov.

Základy typov mikrokontrolérov

Akýkoľvek elektrický prístroj používaný na ukladanie, meranie a zobrazovanie informácií, ktoré inak obsahujú čip, obsahuje čip. Základná štruktúra mikrokontroléra obsahuje rôzne komponenty.

CPU

Mikrokontrolér sa nazýva CPU zariadenie, ktoré sa používa na prenos a dekódovanie údajov a nakoniec efektívne dokončí pridelenú úlohu. Použitím centrálnej procesorovej jednotky sú všetky komponenty mikrokontroléra spojené s konkrétnym systémom. Inštrukcie načítané cez programovateľnú pamäť je možné dekódovať cez CPU.

Pamäť

V mikrokontroléri pracuje pamäťový čip ako mikroprocesor, pretože ukladá všetky dáta aj programy. Mikrokontroléry sú navrhnuté s určitým množstvom pamäte RAM / ROM / flash na ukladanie zdrojového kódu programu.

I / O porty

Tieto porty sa v zásade používajú na prepojenie iných zariadení, ako sú LED, LCD, tlačiarne, atď.

Sériové porty

Sériové porty sa používajú na zabezpečenie sériového rozhrania medzi mikrokontrolérom a rôznymi ďalšími perifériami, ako je paralelný port.

Časovače

Mikrokontrolér obsahuje časovače, inak počítadlá. Používajú sa na riadenie všetkých operácií časovania a počítania v mikrokontroléri. Hlavnou funkciou počítadla je počítanie vonkajších impulzov, zatiaľ čo operácie, ktoré sa vykonávajú prostredníctvom časovačov, sú funkcie hodín, generovanie impulzov, modulácie, meranie frekvencie, vytváranie oscilácií atď.

ADC (analógový na digitálny prevodník)

ADC je skratka analógovo-digitálneho prevodníka. Hlavnou funkciou ADC je zmena signálov z analógového na digitálny. Pre ADC sú požadované vstupné signály analógové a produkcia digitálneho signálu sa používa v rôznych digitálnych aplikáciách, ako sú napríklad meracie zariadenia

DAC (digitálno-analógový prevodník)

Skratka DAC je digitálny na analógový prevodník, ktorá sa používa na vykonávanie reverzných funkcií k ADC. Spravidla sa toto zariadenie používa na správu analógových zariadení, ako sú jednosmerné motory atď.

Tlmočiť kontrolu

Tento radič slúži na zabezpečenie oneskoreného riadenia bežiaceho programu a interpretácia je buď interná, alebo externá.

Špeciálny funkčný blok

Niektoré špeciálne mikrokontroléry určené pre špeciálne zariadenia, ako sú roboty, vesmírne systémy, obsahujú špeciálny funkčný blok. Tento blok má ďalšie porty na vykonávanie niektorých konkrétnych operácií.

Ako sú klasifikované typy mikrokontrolérov?

Mikrokontroléry sa vyznačujú šírkou zbernice, sadou inštrukcií a štruktúrou pamäte. Pre tú istú rodinu môžu existovať rôzne formy s rôznymi zdrojmi. Tento článok popisuje niektoré základné typy mikrokontrolérov, o ktorých novší používatelia nemusia vedieť.

Typy mikrokontroléra sú znázornené na obrázku, vyznačujú sa ich bitmi, architektúrou pamäte, pamäťou / zariadeniami a inštrukčnou sadou. Poďme o tom stručne diskutovať.

Typy mikrokontrolérov

Typy mikrokontrolérov podľa počtu bitov

Bity v mikrokontroléri sú 8-bitové, 16-bitové a 32-bitové mikrokontroléry.

V 8-bit mikrokontrolér, bod, keď je interná zbernica 8-bitová, potom ALU vykonáva aritmetické a logické operácie. Príklady 8-bitových mikrokontrolérov sú rodiny Intel 8031/8051, PIC1x a Motorola MC68HC11.

The 16-bit mikrokontrolér vykonáva vyššiu presnosť a výkon v porovnaní s 8-bitovým procesorom. Napríklad 8-bitové mikrokontroléry môžu používať iba 8 bitov, čo vedie k výslednému rozsahu 0 × 00 - 0xFF (0-255) pre každý cyklus. Naproti tomu 16-bitové mikrokontroléry so svojou šírkou bitových dát majú rozsah 0 × 0000 - 0xFFFF (0-65535) pre každý cyklus.

Najextrémnejšia hodnota dlhšieho časovača sa pravdepodobne môže ukázať ako užitočná v určitých aplikáciách a obvodoch. Môže automaticky pracovať na dvoch 16-bitových číslach. Niektoré príklady 16-bitových mikrokontrolérov sú 16-bitové MCU s rozšírenými rodinami 8051XA, PIC2x, Intel 8096 a Motorola MC68HC12.

The 32-bit mikrokontrolér používa 32-bitové pokyny na vykonávanie aritmetických a logických operácií. Používajú sa v automaticky ovládaných zariadeniach vrátane implantovateľných lekárskych prístrojov, riadiacich systémov motora, kancelárskych strojov, prístrojov a iných typov zabudovaných systémov. Niektoré príklady sú rodiny Intel / Atmel 251, PIC3x.

Typy mikrokontrolérov podľa pamäťových zariadení

Pamäťové zariadenia sú rozdelené do dvoch typov, sú

• Mikrokontrolér zabudovanej pamäte
• Mikrokontrolér externej pamäte

Mikrokontrolér zabudovanej pamäte : Keď má zabudovaný systém jednotku mikrokontroléra, ktorá má všetky funkčné bloky dostupné na čipe, nazýva sa to zabudovaný mikrokontrolér. Napríklad 8051, ktorý má programovú a dátovú pamäť, I / O porty, sériovú komunikáciu, počítadlá a časovače a prerušenia na čipe, je zabudovaný mikrokontrolér.

Mikrokontrolér externej pamäte : Keď má zabudovaný systém jednotku mikrokontroléra, ktorá nemá všetky funkčné bloky dostupné na čipe, nazýva sa to mikrokontrolér externej pamäte. Napríklad 8031 ​​nemá na čipe žiadnu programovú pamäť, čo je mikrokontrolér externej pamäte.

Typy mikrokontrolérov podľa pokynov

CISC : CISC je počítač s komplexnou inštrukčnou sadou. Umožňuje programátorovi použiť jednu inštrukciu namiesto mnohých jednoduchších pokynov.

RIZIKO : RISC je skratka pre Reduced Instruction Set Computer, tento typ inštrukčných sád redukuje design mikroprocesora pre priemyselné štandardy. Umožňuje každej inštrukcii pracovať s akýmkoľvek registrom alebo používať akýkoľvek režim adresovania a súčasný prístup k programu a dátam.

Príklad pre CISC a RISC

Z vyššie uvedeného príkladu systémy RISC skracujú čas vykonania znížením taktovacích cyklov na jednu inštrukciu a systémy CISC skracujú čas vykonania znížením počtu inštrukcií na program. RISC poskytuje lepšiu výkonnosť ako CISC.

Typy mikrokontrolérov podľa pamäťovej architektúry

Pamäťová architektúra mikrokontroléra je dvojakého typu, a to:

• Mikrokontrolér pamäťovej architektúry Harvard
• Mikrokontrolér pamäťovej architektúry Princeton

Mikrokontrolér architektúry pamäte Harvard : Bod, keď má jednotka mikrokontroléra rozdielny adresný priestor pamäte pre programovú a dátovú pamäť, má mikrokontrolér v procesore architektúru pamäte Harvard.

Mikrokontrolér architektúry pamäte Princeton : Bod, keď má mikrokontrolér spoločnú adresu pamäte pre programovú pamäť a dátovú pamäť, má mikrokontrolér v procesore architektúru pamäte Princeton.

Typy mikrokontrolérov

Existujú rôzne typy mikrokontrolérov ako 8051, PIC, AVR, ARM,

Mikrokontrolér 8051

Jedná sa o 40pinový mikrokontrolér s Vcc 5V pripojený na pin 40 a Vss na pin 20, ktorý je udržiavaný na 0V. Existujú aj vstupné a výstupné porty od P1.0 do P1.7, ktoré majú funkciu otvoreného odtoku. Port3 má ďalšie funkcie. Pin36 má stav otvoreného odtoku a pin17 vnútorne vytiahol tranzistor vo vnútri mikrokontroléra.

Keď použijeme logiku 1 na port1, dostaneme logiku 1 na port21 a naopak. Programovanie mikrokontroléra je mŕtve komplikované. V zásade píšeme program v jazyku C, ktorý sa potom prevedie na strojový jazyk, ktorému rozumie mikrokontrolér.

Pin RESET je pripojený k pin9, spojený s kondenzátorom. Keď je prepínač v polohe ON, kondenzátor sa začne nabíjať a hodnota RST je vysoká. Aplikácia vysokej hodnoty na resetovací kolík resetuje mikrokontrolér. Ak na tento pin použijeme logickú nulu, program začne vykonávanie od začiatku.

Pamäťová architektúra 8051

Pamäť disku 8051 je rozdelená na dve časti. Sú to programová pamäť a dátová pamäť. Pamäť programu ukladá vykonávaný program, zatiaľ čo dátová pamäť dočasne ukladá údaje a výsledky. Model 8051 sa používa v mnohých zariadeniach, hlavne preto, že je ľahké ho do zariadenia integrovať. Mikrokontroléry sa používajú hlavne v energetike, dotykovej obrazovke, automobiloch a lekárskych prístrojoch.

Programová pamäť 8051

A

Dátová pamäť 8051

Pin Popis mikrokontroléra 8051

Pin 40: Vcc je hlavný zdroj energie +5 V ss.

Pin 20: Vss - predstavuje uzemnenie (0 V).

Kolíky 32-39: Známy ako Port 0 (P0.0 až P0.7), ktorý slúži ako I / O porty.

Pin-31: Povolenie blokovania adresy (ALE) sa používa na demultiplexovanie signálu adresy a údajov portu 0.

Pin-30: (EA) Vstup externého prístupu sa používa na povolenie alebo zakázanie rozhrania externej pamäte. Ak nie sú potrebné žiadne požiadavky na externú pamäť, tento pin sa vždy drží vysoko.

Pin-29: Program Store Enable (PSEN) sa používa na čítanie signálov z externej programovej pamäte.

Kolíky - 21-28: Známy ako Port 2 (P 2.0 až P 2.7) - okrem toho, že slúži ako I / O port, sú signály zbernice adresy vyššieho rádu multiplexované s týmto kvázi obojsmerným portom.

Kolíky 18 a 19: Používa sa na prepojenie externého kryštálu s cieľom poskytnúť systémové hodiny.

Kolíky 10 - 17: Tento port slúži aj na niektoré ďalšie funkcie, ako sú prerušenia, vstup časovača, riadiace signály pre externú pamäť prepojené na čítanie a zápis. Jedná sa o kvázi obojsmerný port s vnútorným vytiahnutím.

Pin 9: Jedná sa o pin RESET, ktorý sa používa na nastavenie mikrokontrolérov 8051 na počiatočné hodnoty, keď je mikrokontrolér v činnosti alebo pri prvom spustení aplikácie. Pin RESET musí byť nastavený vysoko na 2 cykly stroja.

Kolíky 1 - 8: Tento port neslúži na žiadne ďalšie funkcie. Port 1 je kvázi obojsmerný I / O port.

Mikrokontrolér Renesas

Renesas je najnovšia automobilová skupina mikrokontrolérov, ktorá ponúka vysoko výkonné funkcie s výnimočne nízkou spotrebou energie v širokom a všestrannom sortimente. Tento mikrokontrolér ponúka bohaté funkčné zabezpečenie a vstavané bezpečnostné charakteristiky požadované pre nové a pokročilé automobilové aplikácie. Štruktúra jadra procesora mikrokontroléra podporuje vysoké požiadavky na spoľahlivosť a vysoký výkon.

Úplná forma mikrokontroléra RENESAS je „Renaissance Semiconductor for Advanced Solutions“. Tieto mikrokontroléry ponúkajú najlepší výkon mikroprocesorom aj mikrokontrolérom, ktoré majú vlastnosti dobrého výkonu spolu s veľmi nízkym využitím energie a pevným obalom.

Tento mikrokontrolér má obrovskú kapacitu pamäte, ako aj pinout, takže sa využívajú v rôznych aplikáciách na riadenie automobilov. Najobľúbenejšie rodiny mikrokontrolérov sú RX a RL78 kvôli ich vysokému výkonu. Medzi hlavné vlastnosti RENESAS RL78, ako aj rodinných mikroprocesorov RX patria nasledujúce.

• Architektúra použitá v tomto mikrokontroléri je architektúra CISC Harvard, ktorá poskytuje vysoký výkon.
• Rodina RL78 je prístupná v 8-bitových aj 16bitových mikrokontroléroch, zatiaľ čo rodina RX je 32-bitových mikrokontrolérov.
• Mikrokontrolér rodiny RL78 je mikrokontrolér s nízkym výkonom, zatiaľ čo rodina RX poskytuje vysokú účinnosť a výkon.
• Mikrokontrolér RL78 Family je k dispozícii od 20 pinov do 128 pinov, zatiaľ čo rodinu RX je možné získať v 48-pinovom mikrokontroléri na 176-pinovom balení.
• Pre mikrokontrolér RL78 sa veľkosť flash pamäte pohybuje od 16 kB do 512 kB, zatiaľ čo pre rodinu RX je to 2 MB.
• Pamäť RAM mikrokontroléra rodiny RX sa pohybuje od 2 kB do 128 kB.
• Mikrokontrolér Renesas ponúkajúci nízky výkon, vysoký výkon, skromné ​​balíčky a najväčší rozsah veľkostí pamätí v kombinácii s periférnymi zariadeniami bohatými na vlastnosti.

Mikrokontroléry Renesas

• Spoločnosť Renesas ponúka najuniverzálnejšie rodiny mikrokontrolérov na svete, napríklad naša rodina RX ponúka mnoho typov zariadení s variantmi pamätí od 32K flash / 4K RAM až po neuveriteľné 8M flash / 512K RAM.
• Rodina 32-bitových mikrokontrolérov RX je univerzálny MCU s bohatými funkciami, ktorý pokrýva širokú škálu vstavaných riadiacich aplikácií s vysokorýchlostným pripojením, digitálnym spracovaním signálu a riadením invertorov.
• Rodina mikrokontrolérov RX používa na dosiahnutie veľmi vysokého výkonu 32-bitovú vylepšenú architektúru Harvard CISC.

Popis špendlíka

Usporiadanie pinov mikrokontroléra Renesas je znázornené na obrázku:

Schéma zapojenia mikrokontrolérov Renesas

Jedná sa o 20 pinový mikrokontrolér. Pin 9 je Vss, uzemňovací pin a Vdd, pin napájacieho zdroja. Má tri rôzne druhy prerušenia, ktoré sú normálne prerušenie, rýchle prerušenie a vysokorýchlostné prerušenie.

Normálne prerušenia ukladajú významné registre do zásobníka pomocou pokynov push a pop. Rýchle prerušenia sa automaticky ukladajú do počítadla programov a stavových slov procesora do špeciálnych záložných registrov, takže doba odozvy je rýchlejšia. A vysokorýchlostné prerušenia prideľujú až štyri všeobecné registre na vyhradené použitie prerušením na ďalšie zvýšenie rýchlosti.

Štruktúra vnútornej zbernice poskytuje 5 vnútorných zberníc, aby sa zabezpečilo, že spracovanie údajov nebude spomalené. Načítanie inštrukcií prebieha cez širokú 64-bitovú zbernicu, takže kvôli inštrukciám s variabilnou dĺžkou použitým v architektúrach CISC.

Vlastnosti a výhody mikrokontrolérov RX

• Nízka spotreba energie sa dosahuje pomocou viacjadrovej technológie
• Podpora prevádzky 5V pre priemyselné a spotrebné vzory
• Škálovateľnosť od 48 do 145 pinov a od 32 kB do 1 MB flash pamäte, vrátane 8 kB dátovej flash pamäte
• Integrovaná bezpečnostná funkcia
• Integrovaná sada bohatých funkcií 7 UART, I2C, 8 SPI, komparátory, 12-bitový ADC, 10-bitový DAC a 24-bitový ADC (RX21A), čo integráciou väčšiny funkcií zníži systémové náklady.

Aplikácia mikrokontroléra Renesas

• Priemyselná automatizácia
• Komunikačné aplikácie
• Aplikácie na riadenie motorov
• Skúška a meranie
• Lekárske aplikácie

Mikrokontroléry AVR

Mikrokontrolér AVR vyvinuli Alf-Egil Bogen a Vegard Wollan zo spoločnosti Atmel Corporation. Mikrokontroléry AVR sú modifikovanou architektúrou Harvard RISC so samostatnými pamäťami pre dáta a program a rýchlosť AVR je vysoká v porovnaní s 8051 a PIC. AVR znamená TO lf-Egil Bogen a V. egard Wollan’s R Procesor ISC.

Mikrokontrolér Atmel AVR

Rozdiel medzi radičmi 8051 a AVR

• 8051 sú 8-bitové radiče založené na architektúre CISC, AVR sú 8-bitové radiče založené na architektúre RISC
• 8051 spotrebúva viac energie ako mikrokontrolér AVR
• V roku 8051 môžeme programovať ľahko ako mikrokontrolér AVR
• Rýchlosť AVR je vyššia ako u mikrokontroléra 8051

Klasifikácia ovládačov AVR

Mikrokontroléry AVR sú rozdelené do troch typov:

• TinyAVR - Menej pamäte, malá veľkosť, vhodné iba pre jednoduchšie aplikácie
• MegaAVR - Jedná sa o najobľúbenejšie z nich, ktoré majú dobré množstvo pamäte (až 256 KB), vyšší počet zabudovaných periférií a sú vhodné pre stredne náročné až zložité aplikácie
• XmegaAVR - komerčne sa používa pre zložité aplikácie, ktoré vyžadujú veľkú programovú pamäť a vysokú rýchlosť

Vlastnosti mikrokontroléra AVR

• 16 kB systémovo programovateľného blesku
• 512 B programovateľnej EEPROM v systéme
• 16-bitový časovač s ďalšími funkciami
• Viacero vnútorných oscilátorov
• Interná, samo-programovateľná inštrukčná flash pamäť až do 256 kB
• V systéme programovateľné pomocou metód ISP, JTAG alebo metódou vysokého napätia
• Voliteľná sekcia bootovacieho kódu s nezávislými zámkami na ochranu
• Synchrónne / asynchrónne sériové periférie (UART / USART)
• Sériová zbernica periférneho rozhrania (SPI)
• Univerzálne sériové rozhranie (USI) na dvoj / trojvodičový synchrónny prenos dát
• Časovač strážneho psa (WDT)
• Viaceré režimy spánku šetriace energiu
• 10-bitové A / D prevodníky s multiplexom až 16 kanálov
• Podpora radiča CAN a USB
• Nízkonapäťové zariadenia pracujúce do 1,8 V

Existuje veľa mikrokontrolérov rodiny AVR, napríklad ATmega8, ATmega16 atď. V tomto článku diskutujeme o mikrokontroléri ATmega328. ATmega328 a ATmega8 sú integrované obvody kompatibilné s pinmi, ale funkčne sa líšia. ATmega328 má flash pamäť 32kB, kde ATmega8 má 8kB. Ďalšími rozdielmi sú ďalšie pamäte SRAM a EEPROM, pridanie prerušenia výmeny pinov a časovačov. Niektoré z funkcií ATmega328 sú:

Vlastnosti ATmega328

• 28-pólový mikrokontrolér AVR
• Flash programová pamäť 32 kB
• Dátová pamäť EEPROM s veľkosťou 1 kB
• Dátová pamäť SRAM s veľkosťou 2 kB
• V / V piny sú 23
• Dva 8-bitové časovače
• A / D prevodník
• Šesťkanálový PWM
• Vstavaný USART
• Externý oscilátor: až 20 MHz

Pin Popis ATmega328

Dodáva sa s 28-pinovým DIP, ako je znázornené na obrázku nižšie:

Schéma zapojenia mikrokontrolérov AVR

Vcc: Digitálne napájacie napätie.

GND: Uzemnenie.

Prístav B: Port B je 8-bitový obojsmerný I / O port. Kolíky portu B sú tri uvedené, keď je aktívna alebo obnovená podmienka resetovania, aj keď hodiny nebežia.

Prístav C: Port C je 7-bitový obojsmerný I / O port s internými pull-up rezistormi.

PC6 / RESET

Prístav D: Jedná sa o 8-bitový obojsmerný I / O port s internými pull-up rezistormi. Výstupné vyrovnávacie pamäte portu D pozostávajú zo symetrických charakteristík jednotky.

AVcc: AVcc je kolík napájacieho napätia pre ADC.

AREF: AREF je analógový referenčný kolík pre ADC.

Aplikácie mikrokontroléra AVR

Existuje mnoho aplikácií mikrokontrolérov AVR, ktoré sa používajú v domácej automatizácii, dotykovej obrazovke, automobiloch, zdravotníckych zariadeniach a obrane.

Mikrokontrolér PIC

PIC je ovládač periférneho rozhrania, ktorý vyvinula mikroelektronika všeobecného prístroja v roku 1993. Ovláda ho softvér. Mohli byť naprogramovaní tak, aby splnili mnoho úloh a ovládali generačnú linku a mnoho ďalších. Mikrokontroléry PIC si nachádzajú cestu do nových aplikácií, ako sú inteligentné telefóny, zvukové doplnky, periférie videohier a pokročilé lekárske prístroje.

Existuje veľa PIC, počnúc PIC16F84 a PIC16C84. Boli to však jediné dostupné bleskové PIC. Spoločnosť Microchip nedávno predstavila flash čipy typov, ktoré sú oveľa atraktívnejšie, napríklad 16F628, 16F877 a 18F452. 16F877 je asi dvakrát vyššia ako cena starého 16F84, ale má osemnásobok veľkosti kódu, oveľa viac RAM, oveľa viac I / O pinov, UART, A / D prevodník a oveľa viac.

Mikrokontrolér PIC

Vlastnosti PIC16F877

Medzi funkcie pic16f877 patria nasledujúce.

• Vysokovýkonný procesor RISC
• Až 8 kB x 14 slov pamäte programu FLASH
• 35 pokynov (kódovanie s pevnou dĺžkou - 14-bitové)
• 368 × 8 statická dátová pamäť RAM
• Až 256 x 8 bajtov dátovej pamäte EEPROM
• Schopnosť prerušenia (až 14 zdrojov)
• Tri režimy adresovania (priame, nepriame, relatívne)
• Reset pri zapnutí (POR)
• Pamäť architektúry Harvard
• Úsporný režim SLEEP
• Široký rozsah prevádzkového napätia: 2,0 V až 5,5 V.
• Vysoký prúd prúdu / zdroja: 25mA
• Akumulátorový stroj

Periférne funkcie

3 časovače / počítadlá (programovateľné predkaláre)

• Timer0, Timer2 je 8-bitový časovač / čítač s 8-bitovým predskalárom
• Časovač 1 je 16-bitový, dá sa počas spánku zvyšovať pomocou externého kryštálu / hodín

Dva moduly PWM na zachytenie a porovnanie

• Funkcia snímania vstupu zaznamenáva počet Timer1 pri prechode kolíkom
• Výstup funkcie PWM je obdĺžniková vlna s programovateľným obdobím a pracovným cyklom.

10-bitový 8-kanálový analógovo-digitálny prevodník

USART s detekciou 9-bitových adries

Synchrónny sériový port s režimom master a I2C Master / Slave

8-bitový paralelný podriadený port

Analógové funkcie

• 10-bitový až 8-kanálový analógovo-digitálny prevodník (A / D)
• Browning out (BOR)
• Analógový komparátorový modul (programovateľný multiplexovanie vstupu zo vstupov zariadenia a výstupov komparátora je externe prístupný)

Pin Popis PIC16F877A

Opis kolíka PIC16F877A je uvedený nižšie.

Výhody PIC

• Je to RISC dizajn
• Jeho kód je mimoriadne efektívny a umožňuje PIC bežať s zvyčajne menšou programovou pamäťou ako jeho väčší konkurenti
• Je to nízkonákladová a vysoká rýchlosť hodín

Typický aplikačný obvod PIC16F877A

Obvod dole sa skladá zo žiarovky, ktorej spínanie je riadené pomocou mikrokontroléra PIC. Mikrokontrolér je prepojený s externým kryštálom, ktorý poskytuje hodinový vstup.

Aplikácia mikrokontrolérov PIC16F877A

PIC je tiež prepojený s tlačidlom a po stlačení tlačidla mikrokontrolér podľa toho vyšle vysoký signál na základňu tranzistora, aby sa tranzistor zapol, a tak sa správne zapojilo do relé, aby sa zapol. a umožniť prechod striedavého prúdu do žiarovky, a tým lampa svieti. Stav operácie sa zobrazuje na LCD displeji prepojenom s mikrokontrolérom PIC.

Mikrokontrolér MSP

Mikrokontrolér ako MSP430 je 16-bitový mikrokontrolér. Pojem MSP je skratkou výrazu „Mixed Signal Processor“. Táto rodina mikrokontrolérov je prevzatá od spoločnosti Texas Instruments a je navrhnutá pre nízke náklady a systémy s nízkym rozptýlením energie. Tento radič obsahuje 16-bitovú dátovú zbernicu, adresovacie režimy-7 so zníženou sadou inštrukcií, čo umožňuje hustší, kratší programovací kód používaný na rýchly výkon.

Tento mikrokontrolér je jeden druh integrovaného obvodu, ktorý sa používa na vykonávanie programov na riadenie iných strojov alebo zariadení. Je to jeden druh mikroprístroja, ktorý sa používa na ovládanie iných strojov. Vlastnosti tohto mikrokontroléra sú bežne dostupné s inými druhmi mikrokontroléra.

• Kompletné SoC ako ADC, LCD, I / O porty, RAM, ROM, UART, časovač strážneho psa, základný časovač atď.
• Používa jeden externý kryštál a FLL (frekvenčne uzamknutá slučka) oscilátor odvodzuje hlavne všetky vnútorné CLK
• Využitie energie je nízke, napríklad 4,2 nW iba pre každú inštrukciu
• Stabilný generátor pre najčastejšie používané konštanty ako –1, 0, 1, 2, 4, 8
• Typická vysoká rýchlosť je 300 ns pre každú inštrukciu, napríklad 3,3 MHz CLK
• Režimy adresovania sú 11, kde sa sedem režimov adresovania používa pre zdrojové operandy a štyri režimy adresovania sa používajú pre cieľový operand.
• Architektúra RISC s 27 základnými pokynmi

Kapacita v reálnom čase je plná, stabilná a nominálna systémová frekvencia CLK je dosiahnuteľná po 6 hodinách iba po obnovení MSP430 z režimu nízkej spotreby. Pokiaľ ide o hlavný kryštál, nemusíte čakať na stabilizáciu a osciláciu.

Základné pokyny boli skombinované pomocou špeciálnych funkcií, aby bol program ľahký v rámci mikrokontroléra MSP430 pomocou assembleru inak v C, aby poskytli vynikajúcu funkčnosť a flexibilitu. Napríklad aj pri použití nízkeho počtu inštrukcií je mikrokontrolér schopný sledovať približne celú sadu inštrukcií.

Mikrokontrolér Hitachi

Mikrokontrolér Hitachi patrí do rodiny H8. Názov ako H8 sa používa vo veľkej 8-bitovej, 16-bitovej a 32-bitovej rodine mikrokontrolérov. Tieto mikrokontroléry boli vyvinuté prostredníctvom technológie Renesas. Táto technológia bola založená v roku 1990 v spoločnosti polovodičov Hitachi.

Mikrokontrolér Motorola

Mikrokontrolér Motorola je mimoriadne zabudovaný mikrokontrolér, ktorý sa používa na vysokovýkonný proces spracovania údajov. Jednotka tohto mikrokontroléra používa SIM (System Integration Module), TPU (Time Processing Unit) & QSM (Queued Serial Module).

Výhody typov mikrokontrolérov

Medzi výhody typov mikrokontrolérov patria nasledujúce.

• Spoľahlivý
• Opätovne použiteľné
• Energeticky úsporné
• Nákladovo efektívne
• Opätovne použiteľné
• Prevádzka si vyžaduje menej času
• Sú flexibilné a veľmi malé
• Z dôvodu ich vysokej integrácie je možné znížiť jeho veľkosť a náklady na systém.
• Prepojenie mikrokontroléra je jednoduché pomocou ďalších portov ROM, RAM a I / O.
• Môže sa vykonať veľa úloh, takže sa dá znížiť ľudský efekt.
• Používanie je jednoduché, riešenie problémov a údržba systému sú jednoduché.
• Funguje ako mikropočítač bez akýchkoľvek digitálnych častí

Nevýhody typov mikrokontrolérov

Medzi nevýhody typov mikrokontrolérov patria nasledujúce.

• Zložitosť programovania
• Elektrostatická citlivosť
• Prepojenie so zariadeniami s vysokým výkonom nie je možné.
• Jeho štruktúra je v porovnaní s mikroprocesormi zložitejšia.
• Spravidla sa používa v mikroprístrojoch
• Vykonáva jednoducho neúplné č. exekúcií súčasne.
• Spravidla sa používa v mikro zariadeniach
• V porovnaní s mikroprocesorom má zložitejšiu štruktúru
• Mikrokontrolér nemôže priamo prepojiť zariadenie s vyšším výkonom
• Súčasne vykonal iba obmedzený počet popráv

Aplikácie typov mikrokontrolérov

Mikroprocesory sa používajú hlavne pre vstavané zariadenia, na rozdiel od mikroprocesorov, ktoré sa používajú v osobných počítačoch, inak v iných zariadeniach. Používajú sa hlavne v rôznych prístrojoch, ako sú implantovateľné lekárske prístroje, elektrické náradie, systémy riadenia motorov v automobiloch, stroje používané v kanceláriách, prístroje ovládané diaľkovým ovládaním, hračky atď. Medzi hlavné aplikácie typov mikrokontrolérov patria nasledujúce.

• Automobily
• Ručné meracie systémy
• Mobilné telefóny
• Počítačové systémy
• Bezpečnostné alarmy
• Spotrebiče
• Aktuálny merač
• Fotoaparáty
• Mikrovlnná rúra
• Meracie prístroje
• Zariadenia na riadenie procesov
• Používa sa v meracích a meracích prístrojoch, vo voltmetroch, na meranie rotujúcich objektov
• Ovládacie zariadenia
• Priemyselné prístrojové vybavenie
• Prístrojové vybavenie v priemyselných odvetviach
• Snímanie svetla
• Bezpečnostné zariadenia
• Zariadenia na riadenie procesu
• Ovládacie zariadenia
• Detekcia požiaru
• Snímanie teploty
• Mobilné telefóny
• Auto mobily
• Práčky
• Fotoaparáty
• Bezpečnostné alarmy

Toto je teda všetko o prehľad typov mikrokontrolérov . Tieto mikrokontroléry sú jednočipové mikropočítače a na ich výrobu sa používa technológia VLSI. Sú tiež známe ako vložené radiče, ktoré sú k dispozícii v 4-bitových, 8-bitových, 64-bitových a 128-bitových procesoroch. Tento čip je navrhnutý na riadenie rôznych funkcií zabudovaného systému. Tu je otázka, aký je rozdiel medzi mikroprocesorom a mikrokontrolérom?