12 spesifikasjoner å vurdere når du velger en mikrokontroller for produktet ditt - 💡 Fix My Ideas

12 spesifikasjoner å vurdere når du velger en mikrokontroller for produktet ditt

12 spesifikasjoner å vurdere når du velger en mikrokontroller for produktet ditt


Forfatter: Ethan Holmes, 2019

De aller fleste elektroniske produkter krever en mikrokontroller eller mikroprosessor for å tjene som hjernen. For avanserte produkter som krever høyhastighetsbehandlingsmuligheter (det vil si en smarttelefon eller nettbrett), er en mikroprosessor nødvendig, ellers er en mikrokontroller vanligvis den beste løsningen. Som eksempel er en Arduino basert på en mikrokontroller og en Raspberry Pi er basert på en mikroprosessor.

Sannsynligvis din elektronikk design kommer til å trenge en mikrokontroller. Generelt kan en mikrokontroller betraktes som en datamaskin bygget på en enkelt integrert krets som inneholder en prosessor, minne og forskjellige eksterne enheter. Det er mange valg for mikrokontroller, kanskje et overveldende antall valg.

Selv om et søk på Google kan styre deg i riktig retning, anbefaler jeg at du søker etter mikrokontroller på de store elektroniske komponentdistributørene som Digikey, Arrow og Mouser. Dette vil tillate deg å begrense søket til bare mikrokontrollere som er aktivt tilgjengelige. Det lar deg også raskt sammenligne priser.

I begynnelsen av et prosjekt er det en god idé å tegne et blokkskjema over systemet du forestiller. Hva slags ting skal du koble til mikrokontroller?

Et systemblokkdiagram er uvurderlig for denne tidlige planleggingen, og kan fortelle deg hvor mange inngangs- og utgangs- (I / O) pinner og serielle kommunikasjonsporter som er nødvendige for prosjektet.

Mikrokontrollere kan inkludere et bredt utvalg av eksterne enheter. Følgende liste er noen av funksjonene som finnes på moderne mikrokontroller.

Minne: De fleste mikrokontrollere som er tilgjengelige i dag, inneholder innebygd Flash- og RAM-minne. FLASH er ikke-flyktig minne som brukes til programlagring, og RAM er flyktig minne som brukes til midlertidig lagring. Noen mikrokontrollere inkluderer også EEPROM-minne for permanent lagring av data.

Digital generell inngang og utgang (GPIO): Dette er logiske nivåstifter som brukes til inngang og utgang. Vanligvis kan de synke eller kilde opp til noen få titalls millamps og kan konfigureres som åpen drenering eller push pull.

Analog inngang: De fleste mikrokontroller har muligheten til å lese nøyaktig en analog spenning. Analoge signaler blir samplet av mikrokontroller via en analog til digital omformer (ADC).

Analog utgang: Analoge signaler kan genereres av mikrokontroller via en digital til analog omformer (DAC) eller en pulsbreddemodulasjon (PWM) generator. Ikke alle mikrokontrollere inkluderer en DAC, men de tilbyr PWM-muligheter.

I kretsprogrammering (ISP): Internett-leverandør lar deg programmere en mikrokontroller mens den er installert i applikasjonskretsen, i stedet for å måtte fjerne den for programmering. De to vanligste ISP-protokollene er JTAG og SWD.

Trådløs: Hvis produktet trenger trådløse funksjoner, er det spesialiserte mikrokontroller tilgjengelig som tilbyr Bluetooth, WiFi, ZigBee og andre trådløse standarder.

Seriell kommunikasjon

Alle mikrokontrollere gir noen form for seriell kommunikasjon. De forskjellige serielle kommunikasjonsprotokollene som ofte tilbys med mikrokontrollere, er beskrevet nedenfor:

Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) er en seriell port som overfører digitale ord, typisk med lengde 7 til 8 biter, mellom en startbit og en valgfri paritetsbit og en eller to stoppbiter. En UART brukes ofte sammen med andre standarder som RS-232 eller RS-485.

UART er den eldste typen seriekommunikasjon. UART er en asynkron protokoll som betyr at det ikke er noe klokke signal. Mange mikrokontrollere inkluderer også en synkron versjon av et UART kalt et USART.

Serial Peripheral Interface (SPI): SPI brukes til kortdistanse seriekommunikasjon mellom mikrokontroller og eksterne enheter. SPI er en synkron protokoll som betyr at det inkluderer et klokke signal for timing. SPI er en 4-tråds standard som inkluderer data i, data ut, klokke og chip select signals.

Inter Integrert krets (I2C): I2C også skrevet som I2C er en 2-leder seriell buss som brukes til kommunikasjon mellom mikrokontroller og andre chips på brettet. I likhet med SPI er I2C også en synkron protokoll. I motsetning til SPI bruker I2C imidlertid en enkelt linje for både data inn og data ut. I stedet for et chip select-signal bruker I2C også en unik adresse for hver perifer. I2C har fordelen av å bare bruke 2 ledninger, men det er tregere enn SPI.

Universal Serial Bus (USB) er en standard som er kjent for de fleste. USB er en av de raskeste serielle kommunikasjonsprotokollene. Det brukes vanligvis til å koble til eksterne enheter som krever store mengder dataoverføring.

Controller Area Network (CAN) er en seriell kommunikasjonsstandard utviklet spesielt for bruk i automotive applikasjoner.

Merkbare Microcontroller Cores

Det er flere mikrokontroller kjerner som har litt berykt og er verdt å beskrive. Nedenfor er fire av de vanligste:

ARM Cortex-M

32-bit ARM Cortex M-serien er en av de mest brukte mikrokontrollerkjernene som brukes i dag. ARM produserer og selger ikke mikrokontroller, men i stedet lisensierer de arkitekturen til andre chipmakere.

Mange selskaper tilbyr Cortex-M mikrokontrollere, inkludert ST Microelectronics, Freescale Semiconductor, Silicon Labs, Texas Instruments og Atmel.

Cortex M-serien mikrokontrollere er mitt favorittvalg for produkter som kommer til markedsføringen. De er lave kostnader, kraftige og mye brukt.

8051

8-biters 8051 mikrokontroller ble utviklet av Intel-vei tilbake i 1980. Den er den eldste mikrokontrollerkjernen som ofte brukes i dag. 8051 er nå tilgjengelig i forbedrede, moderne versjoner som selges av minst 8 forskjellige halvlederproducenter. For eksempel bruker den populære Bluetooth Low-Energy-brikken fra CSR (CSR101x) en 8051-kjerne.

PIC

PIC er en familie av mikrokontroller fra Microchip. De er veldig populære og kommer i et bredt utvalg av alternativer. Antall pins, pakke stil og utvalg av on-chip periferiutstyr tilbys i en nesten endeløs rekke kombinasjoner.

Atmel AVR

Microcontrollerlinjen kjent som AVR fra Atmel er best kjent for å være hjernen i de fleste versjoner av Arduino. Så for mange beslutningstakere er det en enkel overgang fra en Arduino til en Atmel AVR mikrokontroller. Imidlertid har jeg funnet ut at du vanligvis kan få en av de andre kjernene med lignende eller bedre ytelse for flere dollar billigere.

Konklusjon

Når du har valgt mikrokontrolleren, er det neste trinnet å designe microcontroller-kretsen og koble til alle eksterne enheter. Jeg skal diskutere det emnet for min neste artikkel i denne serien.

Ønsker du å lære mer om å designe et elektronisk produkt? Så sjekk ut min detaljerte todelt guide Hvordan utvikle og prototype et nytt elektronisk produkt.



Du Kan Være Interessert

De 6 beste måtene å lage iskake - mat

De 6 beste måtene å lage iskake - mat


Disse Tiny Drawbots sette unike Doodles på Coasters

Disse Tiny Drawbots sette unike Doodles på Coasters


Retro kabinetter for moderne digitale assistenter

Retro kabinetter for moderne digitale assistenter


Hacking Together En Smart Glove å Count High Fives på World Maker Faire

Hacking Together En Smart Glove å Count High Fives på World Maker Faire






Siste Innlegg