12 Specs om te overwegen bij het kiezen van een microcontroller voor uw product - 💡 Fix My Ideas

12 Specs om te overwegen bij het kiezen van een microcontroller voor uw product

12 Specs om te overwegen bij het kiezen van een microcontroller voor uw product


Auteur: Ethan Holmes, 2019

De overgrote meerderheid van elektronische producten vereist een microcontroller of een microprocessor om als de hersenen te dienen. Voor geavanceerde producten die snelle verwerkingsmogelijkheden vereisen (dat wil zeggen een smartphone of tablet) is een microprocessor nodig, anders is een microcontroller meestal de beste oplossing. Als voorbeeld is een Arduino gebaseerd op een microcontroller en een Raspberry Pi is gebaseerd op een microprocessor.

Hoogstwaarschijnlijk heeft je elektronica-ontwerp een microcontroller nodig. Over het algemeen kan een microcontroller worden beschouwd als een computer die is gebouwd op een enkele geïntegreerde schakeling die een processor, geheugen en diverse randapparatuur bevat. Er zijn veel keuzes voor microcontrollers, misschien een overweldigend aantal keuzes.

Hoewel een zoekopdracht op Google u in de goede richting kan sturen, raad ik u aan te zoeken naar microcontrollers op de belangrijkste verdelers van elektronische componenten, zoals Digikey, Arrow en Mouser. Hiermee kunt u uw zoekopdracht beperken tot alleen microcontrollers die actief beschikbaar zijn. Hiermee kunt u ook snel prijzen vergelijken.

Aan het begin van een project is het een goed idee om een ​​blokschema te maken van het systeem dat u voor ogen hebt. Wat voor soort dingen ga je verbinden met de microcontroller?

Een systeemblokdiagram is van onschatbare waarde voor deze vroege planning en kan u vertellen hoeveel input- en output (I / O) pinnen en seriële communicatiepoorten nodig zijn voor het project.

Microcontrollers kunnen een breed scala aan randapparatuur bevatten. De volgende lijst zijn enkele van de functies die te vinden zijn op moderne microcontrollers.

Geheugen: de meeste microcontrollers die tegenwoordig beschikbaar zijn, bevatten ingebouwd FLASH- en RAM-geheugen. FLASH is niet-vluchtig geheugen dat wordt gebruikt voor programmaopslag en RAM is vluchtig geheugen dat wordt gebruikt voor tijdelijke opslag. Sommige microcontrollers bevatten ook EEPROM-geheugen voor het permanent opslaan van gegevens.

Digitale algemene invoer en uitvoer (GPIO): dit zijn pinnen voor logisch niveau die worden gebruikt voor invoer en uitvoer. Over het algemeen kunnen ze zakken tot enkele tientallen millamps en kunnen ze worden geconfigureerd als open afvoer of push-pull.

Analoge ingang: de meeste microcontrollers hebben de mogelijkheid om nauwkeurig een analoge spanning te lezen. Analoge signalen worden gesampled door de microcontroller via een analoog naar digitaal converter (ADC).

Analoge uitgang: Analoge signalen kunnen door de microcontroller worden gegenereerd via een DAC-generator (Digital to Digital Converter) of een PWM-generator (Pulse Width Modulation). Niet alle microcontrollers bevatten een DAC maar ze bieden wel PWM-mogelijkheden.

In Circuit Programming (ISP): met ISP kunt u een microcontroller programmeren terwijl deze in het toepassingscircuit is geïnstalleerd, in plaats van deze te moeten verwijderen om te programmeren. De twee meest voorkomende ISP-protocollen zijn JTAG en SWD.

Draadloos: als uw product draadloze mogelijkheden nodig heeft, zijn er gespecialiseerde microcontrollers beschikbaar die Bluetooth, WiFi, ZigBee en andere draadloze standaarden bieden.

Seriële communicatie

Alle microcontrollers bieden een soort van seriële communicatie. De verschillende seriële communicatieprotocollen die gewoonlijk worden aangeboden met microcontrollers worden hieronder beschreven:

Universele asynchrone ontvanger (UART) is een seriële poort die digitale woorden verzendt, meestal met een lengte van 7 tot 8 bits, tussen een startbit en een optioneel pariteitsbit en een of twee stopbits. Een UART wordt vaak gebruikt in combinatie met andere standaarden zoals RS-232 of RS-485.

UART is het oudste type seriële communicatie. UART is een asynchroon protocol, wat betekent dat er geen kloksignaal is. Veel microcontrollers bevatten ook een synchrone versie van een UART, een USART genaamd.

Serial Peripheral Interface (SPI): SPI wordt gebruikt voor seriële communicatie over korte afstanden tussen microcontroller en randapparatuur. SPI is een synchroon protocol, wat betekent dat het een kloksignaal voor timing bevat. SPI is een 4-draads standaard die data-in, data out, klok- en chipselectiesignalen omvat.

Inter Integrated Circuit (I2C): I2C ook geschreven als I2C is een 2-draads seriële bus die wordt gebruikt voor communicatie tussen de microcontroller en andere chips op het bord. Net als SPI is I2C ook een synchroon protocol. In tegenstelling tot SPI gebruikt I2C echter één regel voor zowel gegevensinvoer als gegevensuitwisseling. In plaats van een chipselectiesignaal gebruikt I2C ook een uniek adres voor elk randapparaat. I2C heeft het voordeel dat het slechts 2 draden gebruikt, maar het is langzamer dan SPI.

Universal Serial Bus (USB) is een standaard die de meeste mensen bekend is. USB is een van de snelste seriële communicatieprotocollen. Het wordt over het algemeen gebruikt voor het aansluiten van randapparatuur die grote hoeveelheden gegevensoverdracht vereist.

Controller Area Network (CAN) is een seriële communicatiestandaard die speciaal is ontwikkeld voor gebruik in autotoepassingen.

Opvallende microcontroller-kernen

Er zijn verschillende microcontroller-kernen die enige bekendheid hebben en die het waard zijn om te beschrijven. Hieronder staan ​​vier van de meest voorkomende:

ARM Cortex-M

De 32-bits ARM Cortex M-serie is een van de meest gebruikte microcontroller-kernen die tegenwoordig worden gebruikt. ARM maakt en verkoopt geen microcontrollers, maar licentieert hun architectuur aan andere chipfabrikanten.

Veel bedrijven bieden Cortex-M-microcontrollers aan, waaronder ST Microelectronics, Freescale Semiconductor, Silicon Labs, Texas Instruments en Atmel.

Cortex M-serie microcontrollers zijn mijn favoriete keuze voor producten die op de markt zullen worden gebracht. Ze zijn goedkoop, krachtig en worden veel gebruikt.

8051

De 8-bits 8051-microcontroller is in 1980 ontwikkeld door Intel. Het is de oudste kern van microcontrollers die tegenwoordig nog steeds wordt gebruikt. De 8051 is momenteel verkrijgbaar in verbeterde moderne versies die worden verkocht door ten minste 8 verschillende halfgeleiderfabrikanten. De populaire Bluetooth Low Energy-chip van CSR (CSR101x) gebruikt bijvoorbeeld een 8051-kern.

PIC

De PIC is een familie van microcontrollers van Microchip. Ze zijn erg populair en hebben een breed scala aan opties. Het aantal pins, de stijl van het pakket en de selectie van on-chip randapparatuur worden aangeboden in een bijna eindeloze reeks combinaties.

Atmel AVR

De microcontroller-lijn bekend als AVR van Atmel is het best bekend als de hersens in de meeste versies van de Arduino. Dus voor veel makers is het een eenvoudige overgang van een Arduino naar een Atmel AVR microcontroller. Ik heb echter gemerkt dat u meestal een van de andere kernen met vergelijkbare of betere prestaties voor meerdere dollars goedkoper kunt krijgen.

Conclusie

Nadat u de microcontroller hebt geselecteerd, is de volgende stap het ontwerpen van het microcontrollercircuit en het aansluiten van alle randapparatuur. Ik zal dat onderwerp bespreken voor mijn volgende artikel in deze serie.

Wilt u meer weten over het ontwerpen van een elektronisch product? Bekijk dan mijn gedetailleerde tweedelige handleiding Een nieuw elektronisch product ontwikkelen en prototypen.



U Bent Wellicht Geïnteresseerd Zijn

Dromen over gezichten schilderen

Dromen over gezichten schilderen


Intern's Corner: Opstijgen met de Tesla

Intern's Corner: Opstijgen met de Tesla


Freakin 'Sweet Knots

Freakin 'Sweet Knots


Jonge makers definiëren klaslokaal leren

Jonge makers definiëren klaslokaal leren






Recente Berichten