Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельные устройства на микроконтроллерах


Схемы на микроконтроллерах, самодельные устройства и программаторы


Часы с календарем на индикаторах ИН-12

Предлагаемые часы показывают текущее время и дату, обладают функциями будильника. Их особенность - использование газоразрядных цифровых индикаторов ИН-12. Подобные индикаторы широко применялись в электронных часах и цифровых измерительных приборах в семидесятые годы прошлого века. Индикаторы ...

1 2 0

Автоматическое управления вентиляцией помещения, схема на МК ATtiny2313A

Схема самодельного устройства, автоматически включающего и выключающего принудительную вентиляцию помещения. Работа устройства осуществляется в зависимости от относительной влажности воздуха в помещении и скорости её изменения. Оно не содержит дефицитных деталей и может быть помещено в стандартный ...

0 0 0

Двоичные часы на микроконтроллере PIC16F628A

Схема самодельных двоичных часов на микроконтроллере PIC16F628A и светодиодах. Эти необычные карманные часы могут стать оригинальным подарком. Индикатор времени в них построен всего на шести единичных светодиодах. Секрет в том, что число часов и число минут текущего времени отображаются ими ...

1 2 0

Термометр на микроконтроллере для четырех датчиков DS18B20

Схема самодельного термометра, предназначенного для отображения данных с четырех датчиков DS18B20, используется микроконтроллер. К этому микроконтроллерному термометру можно подключить до четырёх цифровых датчиков температуры DS18B20, расположив их в тех местах, где необходимо контролировать ...

1 2 0

Схемы двух телеграфных E-CW-ключей на МК PIC12F675

Две схемы самодельных телеграфных ключей E-CW, которые выполнены на микроконтроллерах PIC12F675. Несколько необычное название телеграфного ключа E-CW родилось в процессе написания статьи и поиска автором описаний аналогичных устройств в Интернете. Как правило, большая часть статей имела названия ...

1 2 0

Самодельная бегущая строка, установка текста через компьютерную клавиатуру

Схема и фото самодельной светодиодной бегущей строки, текст для которой задается с помощью клавиатуры от компьютера, собрано на микроконтроллере. Это устройство разработано для демонстрации различных объявлений и предназначено для установки, например, на заднем стекле автомобиля. Среди имеющихся ...

1 1 0

Самодельный генератор качающейся частоты (ГКЧ) с индикатором АЧХ

Схема самодельного генератора качающейся частоты (ГКЧ) с жидкокристаллическим индикатором АЧХ. Этот прибор создан на базе двух конструкций - функционального генератора и карманного осциллографа, описания которых опубликованы ранее в нашем журнале. С его помощью можно определить резонансную частоту ...

1 14 0

Самодельный измеритель ёмкости конденсаторов на МК (ATtiny2313)

Описываемый самодельный прибор на основе микроконтроллера позволяет быстро и с приемлемой точностью измерять ёмкость оксидных конденсаторов. Использованный в нём метод измерения ёмкости основан на зарядке конденсатора стабильным током до заданного напряжения. В течение зарядки идёт счёт импульсов ...

2 768 0

Схема вольтметра на Arduino UNO для двухполярного блока питания

Очень неплохо лабораторный двухполярный блок питания оснастить цифровым вольтметром, показывающимвыходные напряжения обоих полярностей. Используя универсальный микроконтроллерный модуль ARDUINO UNO и двухстрочный ЖК-дисплей типа 1602А (на основе контроллера HD44780) можно легко сделать двойной ...

1 282 0

Контроллер телеграфного радиомаяка (PIC16F1824)

Многие контроллеры радиомаяков радиолюбители реализуют с использованием готовых микроконтроллерных модулейArduino, Raspberry Pi и подобных. Зачастую такое решение избыточно, дорого и, как прав

Приложения сопряжения устройств с микроконтроллером

В каждом электрическом и электронном проекте, предназначенном для разработки электронных устройств, которые часто используются в нашей повседневной жизни, используются микроконтроллеры с соответствующими устройствами сопряжения. Существуют различные типы приложений, разработанные с использованием проектов на основе микроконтроллеров. В максимальном количестве приложений микроконтроллер связан с некоторыми внешними устройствами, которые называются устройствами сопряжения для выполнения определенных задач.Например, рассмотрим систему безопасности с проектом, изменяемым пользователем, в котором устройство сопряжения, клавиатура взаимодействует с микроконтроллером для ввода пароля.

Устройства сопряжения

Устройства сопряжения

Сопряжение можно определить как передачу данных между микроконтроллерами и сопрягающими периферийными устройствами, такими как датчики, клавиатуры, микропроцессоры, аналого-цифровые преобразователи или АЦП, ЖК-дисплеи, двигатели, внешняя память, даже с другими микроконтроллерами, некоторыми другие сопрягающиеся периферийные устройства и т. д. или устройства ввода и вывода.Эти устройства, которые взаимодействуют с микроконтроллером 8051, используются для выполнения специальных задач или функций, называемых устройствами сопряжения.

Интерфейс - это метод, который был разработан и используется для решения многих сложных задач при проектировании схем с соответствующими характеристиками, надежностью, доступностью, стоимостью, потребляемой мощностью, размером, весом и т. Д. Для облегчения множества функций с помощью простых схем микроконтроллер взаимодействует с такими устройствами, как АЦП, клавиатура, ЖК-дисплей и т. Д.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Аналого-цифровой преобразователь - это электронная интегральная схема, используемая для преобразования аналоговых сигналов в цифровую или двоичную форму. Как правило, аналогово-цифровые преобразователи принимают входное напряжение от 0 до 10 В, от -5 В до + 5 В и т. Д. И тем самым преобразуют этот аналоговый вход в цифровой выход. Большинство параметров окружающей среды, таких как температура, звук, давление, свет и т. Д., Можно измерить только в аналоговой форме. Если мы рассмотрим систему мониторинга температуры, то получение, изучение и обработка данных о температуре от датчиков температуры невозможно с помощью цифровой измерительной системы.Следовательно, эта система требует промежуточного устройства для преобразования температуры из аналоговых данных в цифровые, например, для связи с цифровой системой, содержащей микроконтроллеры и микропроцессоры.

Аналого-цифровой преобразователь

Интерфейс АЦП с микроконтроллером 8051

SCADA для удаленного промышленного предприятия - это практическое приложение, в котором используется аналогово-цифровой преобразователь или интерфейс АЦП с микроконтроллером 8051. Для непрерывного мониторинга нескольких операций на удаленном промышленном предприятии система диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) является лучшей технологией для достижения удаленного контроля над различными отраслевыми операциями, что повышает эффективность и экономит рабочую силу.

ADC, взаимодействующий с микроконтроллером 8051 Project Kit от Edgefxkits.com

В этом проекте датчики температуры сопряжены с микроконтроллером, который подключен к ПК. Подключенные датчики температуры сопрягаются с микроконтроллером с помощью аналого-цифрового преобразователя. Поскольку сигнал, генерируемый датчиками, является аналоговым, эти аналоговые сигналы преобразуются в цифровые и затем подаются на микроконтроллер. Для последовательной связи RS232 является стандартом. Интерфейс RS232 используется для установления связи между компьютером и схемой, например, для передачи данных между схемой и компьютером.


Блок-схема АЦП с микроконтроллером 8051 от Edgefxkits.com

Если температура превышает заданное значение, то микроконтроллер активирует реле, которое выключит нагреватели, и в случае отказа системы будет сгенерирован сигнал AV. Здесь обогреватели представлены с лампами для демонстрации.

Клавиатура или клавиатура

Как правило, клавиатуры или клавиатуры используются в качестве устройств ввода для компьютеров. Но, среди различных типов устройств сопряжения, клавиатура также является одним из наиболее часто используемых устройств сопряжения с периферийными устройствами.В общем, клавиатура или клавиатура состоит из строк и столбцов, называемых матричными клавиатурами (клавиатуры m строк * n столбцов). Они связаны с микроконтроллером для ввода значений или имен всякий раз, когда это требуется для схемы.

Клавиатура или клавиатура

Применение клавиатуры в качестве устройства сопряжения

Система безопасности с изменяемым пользователем паролем - это практическое приложение, в котором клавиатура используется в качестве одного из устройств сопряжения. Система дверного замка на основе пароля используется для безопасности дома, организации, офиса или компании.В этой системе открывать или закрывать дверь можно только путем ввода правильного пароля. Для ввода пароля используется интерфейс клавиатуры или интерфейс клавиатуры с микроконтроллером 8051.

Применение клавиатуры в качестве интерфейсного устройства Project Kit от Edgefxkits.com

Таким образом, система предотвратит несанкционированное управление дверью. Даже если любая попытка несанкционированного управления дверью может быть изменена с помощью системы сигнализации, здесь указывается лампой. В этом проекте мы можем повысить безопасность системы, используя множество устройств взаимодействия, таких как клавиатура, реле, EEPROM, GSM-модем.

Применение клавиатуры в качестве блок-схемы устройства сопряжения от Edgefxkits.com

Клавиатура используется для ввода пароля, уполномоченное лицо может изменить пароль с помощью внешних периферийных устройств, таких как EEPROM. А дополнительный микроконтроллер, взаимодействующий с GSM-модемом, может использоваться для отправки предупреждающего SMS уполномоченному лицу о несанкционированной попытке, если таковая имеется, управлять дверью с неправильным паролем.

ЖК-дисплей

ЖК-дисплей или жидкокристаллический дисплей - одно из наиболее часто используемых устройств сопряжения, состоящих из жидких кристаллов.Его можно рассматривать как комбинацию твердого вещества и жидкости (непосредственно жидкость не используется, но фактически используются жидкие кристаллы воды). Эти ЖК-дисплеи используют жидкие кристаллы для создания видимых изображений. ЖК-дисплеи - это сверхтонкая технология, которая используется в сотовых телефонах, телевизорах, портативных видеоиграх, ноутбуках, компьютерных мониторах, портативных видеоиграх.

ЖК-дисплей

Применение сопряжения ЖК-дисплея с микроконтроллером

Система учета рабочего времени на основе RFID - это практическое приложение сопряжения ЖК-дисплея с микроконтроллером 8051.Эта система представляет собой современный способ определения посещаемости учащихся в классе, и она позволяет избежать традиционной трудоемкой ручной системы посещаемости.

Применение интерфейса ЖК-дисплея с микроконтроллером Project Kit от Edgefxkits.com

В этом проекте данные каждого студента хранятся на карточке, которая используется в качестве идентификатора для приема посещаемости студентов. Если студент помещает свою карту перед устройством чтения карт RFID, эти данные считываются и проверяются путем сравнения их с ранее сохраненными данными микроконтроллера 8051.На основании проверки соответствия данных он отображает сообщение на ЖК-дисплее. ЖК-дисплеи связаны с микроконтроллером, который используется для отображения подтверждающего сообщения независимо от того, присутствует ли студент или нет.

Если требуется информация о посещаемости студента, то, нажав кнопку состояния, которая связана с микроконтроллером, посещаемость может быть получена. Таким образом, эта система экономит много времени, поскольку данные хранятся в базе данных. Связав систему GSM с этим проектом, его можно использовать для отправки SMS-оповещений родителям учащихся о посещаемости.

Применение сопряжения ЖК-дисплея с блок-схемой микроконтроллера от Edgefxkits.com

Для технической помощи в проектах электроники, разработанных с использованием сопрягающих устройств, таких как OLED, индивидуальный ЖК-дисплей, флэш-память, RTC, серводвигатель, сенсорные дисплеи и т. Д. посетите www.edgefxkits.com или свяжитесь с нами, разместив свои комментарии в разделе комментариев ниже.

.

Введение в микроконтроллеры, типы микроконтроллеров и их применение

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллер - это небольшой, недорогой и автономный компьютер на кристалле, который можно использовать в качестве встроенной системы. Некоторые микроконтроллеры могут использовать четырехбитные выражения и работать с тактовой частотой, которые обычно включают:

  • 8- или 16-разрядный микропроцессор.
  • Немного ОЗУ.
  • Программируемое ПЗУ и флэш-память.
  • Параллельный и последовательный ввод / вывод.
  • Таймеры и генераторы сигналов.
  • Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование

Микроконтроллеры обычно должны иметь низкое энергопотребление, поскольку многие устройства, которыми они управляют, работают от батарей. Микроконтроллеры используются во многих устройствах бытовой электроники, автомобильных двигателях, компьютерной периферии, а также в испытательном или измерительном оборудовании. И они хорошо подходят для длительного использования батарей. Преобладающая часть микроконтроллеров, используемых в настоящее время, имплантируется в другие устройства.


Как классифицируются микроконтроллеры?

Микроконтроллеры характеризуются шириной шины, набором команд и структурой памяти. Для одной и той же семьи могут быть разные формы с разными источниками. В этой статье будут описаны некоторые из основных типов микроконтроллеров, о которых новые пользователи могут не знать.

Типы микроконтроллеров показаны на рисунке, они характеризуются битами, архитектурой памяти, памятью / устройствами и набором команд.Давайте кратко обсудим это.

Типы микроконтроллеров

Классификация по количеству битов

Биты в микроконтроллере бывают 8-битными, 16-битными и 32-битными микроконтроллерами.

В 8-битном микроконтроллере точка, когда внутренняя шина является 8-битной, тогда ALU выполняет арифметические и логические операции. Примерами 8-битных микроконтроллеров являются семейства Intel 8031/8051, PIC1x и Motorola MC68HC11.

16-битный микроконтроллер обеспечивает большую точность и производительность по сравнению с 8-битным.Например, 8-битные микроконтроллеры могут использовать только 8 бит, что дает конечный диапазон 0 × 00 - 0xFF (0–255) для каждого цикла. Напротив, 16-битные микроконтроллеры с 16-битной шириной данных имеют диапазон 0 × 0000 - 0xFFFF (0-65535) для каждого цикла. Чрезвычайно полезный более длинный таймер, вероятно, может оказаться полезным в определенных приложениях и схемах. Он может автоматически работать с двумя 16-битными числами. Некоторыми примерами 16-битных микроконтроллеров являются 16-битные микроконтроллеры расширенных семейств 8051XA, PIC2x, Intel 8096 и Motorola MC68HC12.

32-разрядный микроконтроллер использует 32-разрядные инструкции для выполнения арифметических и логических операций. Они используются в устройствах с автоматическим управлением, включая имплантируемые медицинские устройства, системы управления двигателями, офисную технику, бытовую технику и другие типы встроенных систем. Некоторые примеры: семейство Intel / Atmel 251, PIC3x.

Классификация по устройствам памяти

Устройства памяти делятся на два типа:

  • Микроконтроллер встроенной памяти
  • Микроконтроллер внешней памяти

Микроконтроллер встроенной памяти : Когда встроенная система имеет микроконтроллер, Все функциональные блоки, имеющиеся на микросхеме, называются встроенным микроконтроллером.Например, 8051, имеющий память программ и данных, порты ввода-вывода, последовательную связь, счетчики, таймеры и прерывания на кристалле, является встроенным микроконтроллером.

Микроконтроллер с внешней памятью : Когда во встроенной системе есть микроконтроллер, в котором не все функциональные блоки, доступные на микросхеме, называется микроконтроллер внешней памяти. Например, 8031 ​​не имеет программной памяти на микросхеме - это внешняя память микроконтроллера.

Классификация в соответствии с набором команд

CISC : CISC - это компьютер со сложным набором команд.Это позволяет программисту использовать одну инструкцию вместо множества более простых инструкций.

RISC : RISC означает компьютер с сокращенным набором инструкций, этот тип наборов инструкций сокращает дизайн микропроцессора в соответствии с отраслевыми стандартами. Это позволяет каждой инструкции работать с любым регистром или использовать любой режим адресации и одновременный доступ к программе и данным.

Пример для CISC и RISC:

CISC : Mov AX, 4 RISC : Mov AX, 0
Mov BX, 2 Mov BX, 4
ADD BX, AX Mov CX, 2
Начать ADD AX, BX
Цикл Начать

Из приведенного выше примера системы RISC сокращают время выполнения за счет сокращения тактовых циклов на инструкцию, а системы CISC сокращают время выполнения за счет уменьшения количества инструкций на программу.RISC дает лучшее исполнение, чем CISC.

Классификация в соответствии с архитектурой памяти

Архитектура памяти микроконтроллера бывает двух типов, а именно:

  • Гарвардский микроконтроллер с архитектурой памяти
  • Принстонский микроконтроллер с архитектурой памяти

Гарвардский микроконтроллер с архитектурой памяти : Точка, когда микроконтроллерный блок имеет разное адресное пространство памяти для программ и памяти данных, микроконтроллер имеет архитектуру памяти в процессоре Гарварда.

Принстонская архитектура памяти Микроконтроллер : момент, когда микроконтроллер имеет общий адрес памяти для программной памяти и памяти данных, микроконтроллер имеет архитектуру памяти Princeton в процессоре.

5 Применения микроконтроллеров

Микроконтроллер имеет множество применений Электронное оборудование

  • Мобильные телефоны
  • Мобильные автоматы
  • Стиральные машины
  • Камеры
  • Сигнализация безопасности

4 Типы микроконтроллеров

представляет собой 40-контактный микроконтроллер с Vcc 5 В, подключенным к контакту 40, и Vss на контакте 20, который поддерживается 0 В.И есть порты ввода и вывода от P1.0 - P1.7, которые имеют функцию открытого стока. Port3 имеет дополнительные функции. Контакт 36 имеет состояние открытого стока, а контакт 17 имеет внутренне подтянутый транзистор внутри микроконтроллера. Когда мы применяем логику 1 к порту 1, мы получаем логику 1 на порту 21 и наоборот. Программирование микроконтроллера крайне сложно. Обычно мы пишем программу на языке C, которая затем преобразуется в машинный язык, понятный микроконтроллеру. Вывод RESET подключен к выводу 9, соединенному с конденсатором.Когда переключатель находится в положении ON, конденсатор начинает заряжаться и RST высокий. Применение высокого уровня к контакту сброса сбрасывает микроконтроллер. Если мы применим логический ноль к этому выводу, программа начнет выполнение с самого начала.

Архитектура памяти 8051

Память 8051 разделена на две части: память программ и память данных. Память программ хранит выполняемую программу, тогда как память данных временно хранит данные и результаты. 8051 использовался в большом количестве устройств, главным образом потому, что его легко интегрировать в устройство.Микроконтроллеры в основном используются в управлении энергопотреблением, сенсорном экране, автомобилях и медицинских устройствах.

Программная память 8051 и Память данных 8051

Описание выводов микроконтроллера 8051

Вывод 40: Vcc является основным источником питания + 5V DC.
Контакт 20: Vss - обозначает заземление (0 В).
Контакты 32-39: Известен как порт 0 (от P0.0 до P0.7) для работы в качестве портов ввода-вывода.
Контакт-31: Разрешение фиксации адреса (ALE) используется для демультиплексирования сигнала адреса-данных порта 0.
Pin-30: (EA) Вход внешнего доступа используется для включения или отключения взаимодействия с внешней памятью. Если нет требований к внешней памяти, этот вывод всегда находится в высоком состоянии.
Контакт 29: Разрешение сохранения программ (PSEN) используется для чтения сигнала из внешней памяти программ.
Контакты - 21-28: Известный как порт 2 (от P 2.0 до P 2.7) - помимо использования в качестве порта ввода / вывода, сигналы шины адреса высшего порядка мультиплексируются с этим квазидвунаправленным портом.
Контакты 18 и 19: Используются для подключения внешнего кристалла для обеспечения системных часов.
Контакты 10-17: Этот порт также выполняет некоторые другие функции, такие как прерывания, ввод таймера, управляющие сигналы для внешней памяти, взаимодействующие с чтением и записью. Это квазидвунаправленный порт с внутренним подтягиванием.
Вывод 9: Это вывод сброса, используемый для установки микроконтроллера 8051 на его начальные значения, пока микроконтроллер работает или при начальном запуске приложения. Штифт RESET должен быть установлен в высокий уровень на 2 машинных цикла.
Контакты 1–8: Этот порт не выполняет никаких других функций.Порт 1 - это квазидвунаправленный порт ввода-вывода.

Renesas Микроконтроллер

Renesas - это новейшее семейство автомобильных микроконтроллеров, которое предлагает высокопроизводительные функции с исключительно низким энергопотреблением для широкого и универсального набора элементов. Этот микроконтроллер предлагает широкие возможности функциональной безопасности и встроенные характеристики безопасности, необходимые для новых и передовых автомобильных приложений. Основная структура процессора микроконтроллера поддерживает высокие требования к надежности и производительности.

Микроконтроллер Renesas с низким энергопотреблением, высокой производительностью, скромными корпусами и самым большим диапазоном размеров памяти в сочетании с периферийными устройствами с богатыми характеристиками.

Renesas

Renesas предлагает самые универсальные семейства микроконтроллеров в мире, например, наше семейство RX предлагает множество типов устройств с вариантами памяти от 32K flash / 4K RAM до невероятных 8M flash / 512K RAM.

Семейство 32-разрядных микроконтроллеров RX - это многофункциональные микроконтроллеры общего назначения, охватывающие широкий спектр встроенных приложений управления с высокоскоростным подключением, цифровой обработкой сигналов и управлением инвертором.

В семействе микроконтроллеров RX используется 32-битная улучшенная архитектура Harvard CISC для достижения очень высокой производительности.

Описание контактов:

Расположение контактов микроконтроллера Renesas показано на рисунке:

Это 20-контактный микроконтроллер. Контакт 9 - это Vss, контакт заземления, и Vdd, контакт источника питания. Он имеет три различных типа прерывания: обычное прерывание, быстрое прерывание и высокоскоростное прерывание.

Обычные прерывания сохраняют значимые регистры в стеке с помощью инструкций push и pop.Быстрые прерывания автоматически сохраняют программный счетчик и слово состояния процессора в специальных резервных регистрах, поэтому время отклика сокращается. А высокоскоростные прерывания выделяют до четырех регистров общего назначения для специального использования прерыванием, чтобы еще больше увеличить скорость. Структура внутренней шины дает 5 внутренних шин, чтобы гарантировать, что обработка данных не замедляется. Выборка инструкций происходит через широкую 64-битную шину, что связано с инструкциями переменной длины, используемыми в архитектурах CISC.

Особенности и преимущества микроконтроллеров RX

  • Низкое энергопотребление достигается за счет использования многоядерной технологии
  • Поддержка работы 5 В для промышленных и бытовых конструкций
  • Масштабируемость от 48 до 145 контактов и от 32 КБ до 1 МБ флэш-памяти, с Включено 8 КБ флэш-памяти данных
  • Встроенная функция безопасности
  • Встроенный богатый набор функций из 7 UART, I2C, 8 SPI, компараторов, 12-битного АЦП, 10-битного ЦАП и 24-битного АЦП (RX21A), что позволит сократить стоимость системы за счет интеграции большинства функций

Применение микроконтроллера Renesas:

  • Промышленная автоматизация
  • Коммуникационные приложения
  • Приложения для управления двигателем
  • Испытания и измерения
  • Медицинские приложения

Микроконтроллеры AVR

Микроконтроллер AVR разработан Alaris -Эгил Боген и Вегард Воллан из Atmel Corporation.Микроконтроллеры AVR представляют собой модифицированную архитектуру Harvard RISC с отдельной памятью для данных и программ, а скорость AVR высока по сравнению с 8051 и PIC. AVR расшифровывается как A lf-Egil Bogen и V egard Wollan's R ISC.

Разница между контроллерами 8051 и AVR:

  • 8051 - это 8-битные контроллеры на основе архитектуры CISC, AVR - это 8-битные контроллеры на основе архитектуры RISC
  • 8051 потребляет больше энергии, чем микроконтроллер AVR
  • В 8051 мы можем программировать легче, чем микроконтроллер AVR
  • Скорость AVR больше, чем микроконтроллер 8051

Классификация контроллеров AVR:

микроконтроллеры AVR делятся на три типа:

  • TinyAVR - меньше памяти, небольшой размер, подходит только для простых приложения
  • MegaAVR - это самые популярные из них с большим объемом памяти (до 256 КБ), большим количеством встроенных периферийных устройств и подходящие для средних и сложных приложений
  • XmegaAVR - коммерчески используются для сложных приложений, требующих большой программной памяти и высокая скорость

Характеристики микроконтроллера AVR:

  • 16 КБ In-Sys Tem Programmable Flash
  • 512B внутрисистемной программируемой EEPROM
  • 16-битный таймер с дополнительными функциями
  • Несколько внутренних генераторов
  • Внутренняя самопрограммируемая флэш-память инструкций до 256K
  • Программируется внутри системы с помощью ISP, JTAG или методы высокого напряжения
  • Дополнительная секция загрузочного кода с независимыми битами блокировки для защиты
  • Синхронные / асинхронные последовательные периферийные устройства (UART / USART)
  • Шина последовательного периферийного интерфейса (SPI)
  • Универсальный последовательный интерфейс (USI) для двух / трехпроводного подключения синхронная передача данных
  • Сторожевой таймер (WDT)
  • Несколько энергосберегающих спящих режимов
  • 10-битные аналого-цифровые преобразователи с мультиплексированием до 16 каналов
  • Поддержка контроллеров CAN и USB
  • Низковольтные устройства не работают к 1.8v

Существует множество микроконтроллеров семейства AVR, таких как ATmega8, ATmega16 и так далее. В этой статье мы поговорим о микроконтроллере ATmega328. Микросхемы ATmega328 и ATmega8 совместимы по выводам, но функционально они различны. ATmega328 имеет флэш-память объемом 32 КБ, а ATmega8 - 8 КБ. Другими отличиями являются дополнительная SRAM и EEPROM, добавление прерываний смены контактов и таймеров. Некоторые из характеристик ATmega328:

Характеристики ATmega328:

  • 28-контактный микроконтроллер AVR
  • Флэш-память для программ объемом 32 Кбайт
  • Память данных EEPROM объемом 1 Кбайт
  • Память данных SRAM объемом 2 Кбайт
  • контактов 23
  • Два 8-битных таймера
  • Аналогово-цифровой преобразователь
  • Шестиканальный ШИМ
  • Встроенный USART
  • Внешний осциллятор: до 20 МГц

Описание контактов ATmega328 :

Поставляется в 28-контактном DIP , показанное на рисунке ниже:

AVR

Vcc: Цифровое напряжение питания.

GND: Земля.

Порт B: Порт B - это 8-битный двунаправленный порт ввода-вывода. Выводы порта B имеют тройное обозначение, когда становится активным условие сброса или один, даже если часы не работают.

Порт C: Порт C - это 7-битный двунаправленный порт ввода-вывода с внутренними подтягивающими резисторами.

PC6 / RESET

Порт D: Это 8-битный двунаправленный порт ввода-вывода с внутренними подтягивающими резисторами. Выходные буферы порта D имеют симметричные характеристики привода.

AVcc: AVcc - вывод напряжения питания для АЦП.

AREF: AREF - это аналоговый опорный вывод для АЦП.

Типовая схема микроконтроллера AVR:

Применения микроконтроллера AVR:

Существует множество применений микроконтроллера AVR; они используются в домашней автоматизации, сенсорных экранах, автомобилях, медицинских устройствах и обороне.

PIC Микроконтроллер

PIC - это контроллер периферийного интерфейса, разработанный General Instruments Microelectronics в 1993 году.Он контролируется программным обеспечением. Их можно было запрограммировать для выполнения многих задач, управления линией генерации и многого другого. Микроконтроллеры PIC находят свое применение в новых приложениях, таких как смартфоны, аудио аксессуары, периферийные устройства для видеоигр и современные медицинские устройства.

Есть много PIC, начинающихся с PIC16F84 и PIC16C84. Но это были единственные доступные флеш-карты. Microchip недавно представила флеш-чипы гораздо более привлекательных типов, например 16F628, 16F877 и 18F452.16F877 примерно в два раза дороже старого 16F84, но имеет в восемь раз больше кода, гораздо больше оперативной памяти, гораздо больше контактов ввода-вывода, UART, аналого-цифрового преобразователя и многое другое.

Характеристики PIC16F877

Основные характеристики:

  • Высокопроизводительный ЦП RISC
  • Флэш-память программ до 8K x 14 слов
  • 35 команд (кодирование фиксированной длины - 14 бит)
  • 368 × 8 статических ОЗУ на основе памяти данных
  • До 256 x 8 байтов памяти данных EEPROM
  • Возможность прерывания (до 14 источников)
  • Три режима адресации (прямая, косвенная, относительная)
  • Сброс при включении (POR)
  • Память архитектуры Harvard
  • Энергосберегающий режим сна
  • Широкий диапазон рабочего напряжения: 2.От 0 В до 5,5 В
  • Высокий ток потребления / источника: 25 мА
  • Машина на базе аккумулятора

Периферийные функции:

  • 3 Таймера / счетчика (программируемые предварительные скаляры)

- Timer0, Timer2 - это 8-битные таймеры / счетчик с 8-битным прескаляром

- Таймер 1 - 16 бит, может увеличиваться во время сна через внешний кристалл / часы

  • Два модуля захвата, сравнения, ШИМ

- Функция захвата ввода записывает счетчик Таймера 1 на контактный переход

- Выходной сигнал функции ШИМ представляет собой прямоугольный сигнал с программируемым периодом и рабочим циклом.

  • 10-битный 8-канальный аналого-цифровой преобразователь
  • USART с обнаружением 9-битного адреса
  • Синхронный последовательный порт с ведущим режимом и I2C Master / Slave
  • 8-битный параллельный ведомый порт

Аналоговые характеристики:

  • 10-битный, до 8-канальный аналого-цифровой преобразователь (A / D)
  • Сброс при пониженном напряжении (BOR)
  • Модуль аналогового компаратора (программируемое мультиплексирование входов с входов устройства и выходов компаратора доступно извне )

Описание выводов PIC16F877A:

Преимущества PIC:

  • Это RISC-дизайн
  • Его код чрезвычайно эффективен, что позволяет PIC работать с обычно меньшим объемом памяти для программ, чем его более крупные конкуренты
  • Низкая стоимость, высокая тактовая частота

Типичная прикладная схема PIC16F877A:

Схема ниже состоит из лампы, переключение которой продолжается. прокатывается с помощью микроконтроллера PIC.Микроконтроллер сопряжен с внешним кристаллом, который обеспечивает ввод часов. PIC также сопряжен с кнопкой, и при нажатии кнопки микроконтроллер соответственно отправляет высокий сигнал на базу транзистора, чтобы включить транзистор и, таким образом, обеспечить надлежащее соединение с реле для его включения и разрешить прохождение переменного тока к лампе и, таким образом, лампа будет светиться. Состояние операции отображается на ЖК-дисплее, подключенном к микроконтроллеру PIC.

.

Как работают микроконтроллеры | HowStuffWorks

В наши дни микроконтроллеры

скрыты внутри удивительного количества продуктов. Если ваша микроволновая печь имеет светодиодный или ЖК-экран и клавиатуру, она содержит микроконтроллер. Все современные автомобили содержат по крайней мере один микроконтроллер, а их может быть шесть или семь: двигатель управляется микроконтроллером, как и антиблокировочная система тормозов, круиз-контроль и так далее. Любое устройство с дистанционным управлением почти наверняка содержит микроконтроллер: телевизоры, видеомагнитофоны и высококачественные стереосистемы попадают в эту категорию.Хорошие SLR и цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны, видеокамеры, автоответчики, лазерные принтеры, телефоны (с идентификатором вызывающего абонента, памятью на 20 номеров и т. Д.), Пейджеры и многофункциональные холодильники, посудомоечные машины, стиральные машины и сушилки (те, что с дисплеями и клавиатурами) ... Вы поняли. По сути, любой продукт или устройство, которое взаимодействует со своим пользователем, имеет микроконтроллер, скрытый внутри.

В этой статье мы рассмотрим микроконтроллеры, чтобы вы могли понять, что это такое и как они работают.Затем мы сделаем еще один шаг и обсудим, как самому начать работать с микроконтроллерами - мы создадим цифровые часы с микроконтроллером! Мы также построим цифровой термометр. В процессе вы узнаете очень много о том, как микроконтроллеры используются в коммерческих продуктах.

Объявление

.

Что такое микроконтроллер? - Как работают микроконтроллеры

Микроконтроллер - это компьютер. Все компьютеры - будь то персональный настольный компьютер, большой мэйнфрейм или микроконтроллер - имеют несколько общих черт:

  • Все компьютеры имеют ЦП (центральный процессор), который выполняет программы. Если вы сидите за настольным компьютером прямо сейчас и читаете эту статью, центральный процессор этого компьютера выполняет программу, реализующую веб-браузер, отображающий эту страницу.
  • ЦП загружает программу откуда-то. На вашем настольном компьютере программа браузера загружается с жесткого диска.
  • В компьютере есть ОЗУ (оперативная память), где он может хранить «переменные».
  • У компьютера есть устройства ввода и вывода, поэтому он может разговаривать с людьми. На настольном компьютере клавиатура и мышь являются устройствами ввода, а монитор и принтер - устройствами вывода. Жесткий диск - это устройство ввода-вывода - он обрабатывает как ввод, так и вывод.

Настольный компьютер, который вы используете, является «компьютером общего назначения», на котором можно запускать любую из тысяч программ.Микроконтроллеры - это «компьютеры специального назначения». Микроконтроллеры хорошо справляются с одной задачей. Есть ряд других общих характеристик, которые определяют микроконтроллеры. Если компьютер соответствует большинству из этих характеристик, вы можете назвать его «микроконтроллером»:

Объявление

  • Микроконтроллеры - это «, встроенные » в какое-то другое устройство (часто потребительский продукт), чтобы они могли управлять функциями или действиями продукта.Поэтому другое название микроконтроллера - «встроенный контроллер».
  • Микроконтроллеры выделены для одной задачи и запускают одну конкретную программу. Программа хранится в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) и обычно не изменяется.
  • Микроконтроллеры обычно маломощные устройства . Настольный компьютер почти всегда подключен к розетке и может потреблять 50 Вт электроэнергии. Микроконтроллер с батарейным питанием может потреблять 50 милливатт.
  • Микроконтроллер имеет выделенное устройство ввода и часто (но не всегда) имеет небольшой светодиодный или ЖК-дисплей для вывода .Микроконтроллер также принимает входные данные от устройства, которым он управляет, и управляет устройством, отправляя сигналы различным компонентам устройства. Например, микроконтроллер внутри телевизора принимает входные данные с пульта дистанционного управления и отображает выходные данные на экране телевизора. Контроллер управляет переключателем каналов,
.

Смотрите также