Mikrocontrollertypen und ihre Anwendungen

Ein Mikrocontroller ist ein einzelner Chip und wird mit μC oder uC bezeichnet. Die für die Steuerung verwendete Herstellungstechnologie ist VLSI. Ein alternativer Name des Mikrocontrollers ist der eingebettete Controller. Derzeit gibt es auf dem Markt verschiedene Mikrocontrollertypen wie 4-Bit, 8-Bit, 64-Bit und 128-Bit. Es ist ein komprimierter Mikrocomputer, mit dem die Funktionen des eingebetteten Systems in Robotern, Büromaschinen, Kraftfahrzeugen, Haushaltsgeräten und anderen elektronischen Geräten gesteuert werden. Die verschiedenen in einem Mikrocontroller verwendeten Komponenten sind ein Prozessor, Peripheriegeräte und ein Speicher. Diese werden grundsätzlich in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet, bei denen der Bediener des Geräts ein gewisses Maß an Kontrolle benötigt. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über die Typen von Mikrocontrollern und ihre Funktionsweise.

Was ist ein Mikrocontroller?

Ein Mikrocontroller ist ein kleiner, kostengünstiger und in sich geschlossener Computer auf einem Chip, der als eingebettetes System verwendet werden kann. Einige Mikrocontroller verwenden möglicherweise Vier-Bit-Ausdrücke und arbeiten mit Taktratenfrequenzen, die normalerweise Folgendes umfassen:

• Ein 8- oder 16-Bit-Mikroprozessor.
• Ein bisschen RAM.
• Programmierbares ROM und Flash-Speicher.
• Parallele und serielle E / A.
• Timer und Signalgeneratoren.
• Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlung

Mikrocontroller müssen normalerweise einen geringen Strombedarf haben, da viele von ihnen gesteuerte Geräte batteriebetrieben sind. Mikrocontroller werden in vielen Unterhaltungselektronikgeräten, Automotoren, Computerperipheriegeräten sowie Test- oder Messgeräten verwendet. Und diese eignen sich gut für langlebige Batterieanwendungen. Der dominierende Teil der heutzutage verwendeten Mikrocontroller wird in andere Geräte implantiert.

Mikrocontroller funktionieren

Der Mikrocontroller-Chip ist ein Hochgeschwindigkeitsgerät, aber im Vergleich zu einem Computer langsam. Somit wird jeder Befehl innerhalb des Mikrocontrollers mit einer schnellen Geschwindigkeit ausgeführt. Sobald die Versorgung eingeschaltet ist, wird der Quarzoszillator über das Steuerlogikregister aktiviert. Während der frühen Vorbereitung werden einige Sekunden lang Parasitenkondensatoren aufgeladen.

Sobald der Spannungspegel seinen höchsten Wert erreicht hat, wird die Frequenz des Oszillators zum stabilen Prozess des Schreibens von Bits über spezielle Funktionsregister. Alles geschieht basierend auf dem CLK des Oszillators und die gesamte Elektronik beginnt zu funktionieren. All dies dauert extrem wenige Nanosekunden.

Die Hauptfunktion eines Mikrocontrollers besteht darin, dass er als in sich geschlossene Systeme betrachtet werden kann, die einen Prozessorspeicher verwenden. Die Peripheriegeräte können wie ein 8051-Mikrocontroller verwendet werden. Wenn die derzeit am häufigsten verwendeten Mikrocontroller in andere Arten von Maschinen wie Telefongeräte, Automobile und Peripheriegeräte von Computersystemen eingebettet sind.

Grundlagen der Mikrocontrollertypen

Jedes Elektrogerät, das zum Speichern, Messen und Anzeigen der Informationen verwendet wird, besteht aus einem Chip. Die Grundstruktur des Mikrocontrollers umfasst verschiedene Komponenten.

Zentralprozessor

Der Mikrocontroller wird als CPU-Gerät bezeichnet, das zum Übertragen und Dekodieren der Daten verwendet wird und schließlich die zugewiesene Aufgabe effektiv erledigt. Durch die Verwendung einer Zentraleinheit werden alle Mikrocontrollerkomponenten an ein bestimmtes System angeschlossen. Durch den programmierbaren Speicher abgerufene Anweisungen können durch die CPU decodiert werden.

Erinnerung

In einem Mikrocontroller funktioniert der Speicherchip wie ein Mikroprozessor, da er alle Daten sowie Programme speichert. Mikrocontroller sind mit einer gewissen Menge an RAM / ROM / Flash-Speicher ausgestattet, um den Programmquellcode zu speichern.

E / A-Ports

Grundsätzlich werden diese Anschlüsse zur Schnittstelle verwendet, um ansonsten verschiedene Geräte wie LEDs, LCDs, Drucker usw. anzusteuern.

Serielle Ports

Serielle Ports werden verwendet, um serielle Schnittstellen zwischen dem Mikrocontroller sowie einer Vielzahl anderer Peripheriegeräte wie dem parallelen Port bereitzustellen.

Timer

Ein Mikrocontroller enthält Zeitgeber, ansonsten Zähler. Diese werden verwendet, um alle Operationen des Timings und Zählens in einem Mikrocontroller zu verwalten. Die Hauptfunktion des Zählers besteht darin, Außenimpulse zu zählen, während die Operationen, die über Zeitgeber ausgeführt werden, Taktfunktionen, Impulsgenerierungen, Modulationen, Frequenzmessung, Oszillationen usw. sind.

ADC (Analog-Digital-Wandler)

ADC ist die Abkürzung für Analog-Digital-Wandler. Die Hauptfunktion des ADC besteht darin, die Signale von analog zu digital zu ändern. Für ADC sind die erforderlichen Eingangssignale analog und die Erzeugung eines digitalen Signals wird in verschiedenen digitalen Anwendungen wie Messgeräten verwendet

DAC (Digital-Analog-Wandler)

Das Akronym von DAC ist Digital-Analog-Wandler, der verwendet wird, um Umkehrfunktionen für ADC auszuführen. Im Allgemeinen wird dieses Gerät zur Verwaltung von analogen Geräten wie Gleichstrommotoren usw. verwendet.

Kontrolle interpretieren

Dieser Controller wird verwendet, um einem laufenden Programm eine verzögerte Steuerung zu geben. Die Interpretation erfolgt entweder intern oder extern.

Spezieller Funktionsblock

Einige spezielle Mikrocontroller, die für spezielle Geräte wie Roboter und Raumfahrtsysteme entwickelt wurden, enthalten einen speziellen Funktionsblock. Dieser Block verfügt über zusätzliche Ports, um bestimmte Operationen auszuführen.

Wie werden Mikrocontrollertypen klassifiziert?

Die Mikrocontroller sind hinsichtlich Busbreite, Befehlssatz und Speicherstruktur charakterisiert. Für dieselbe Familie kann es unterschiedliche Formen mit unterschiedlichen Quellen geben. In diesem Artikel werden einige der grundlegenden Arten von Mikrocontrollern beschrieben, die neuere Benutzer möglicherweise nicht kennen.

Die Typen des Mikrocontrollers sind in der Abbildung dargestellt und durch ihre Bits, Speicherarchitektur, Speicher / Geräte und Befehlssatz gekennzeichnet. Lassen Sie uns kurz darauf eingehen.

Arten von Mikrocontrollern

Mikrocontrollertypen nach Anzahl der Bits

Die Bits im Mikrocontroller sind 8-Bit-, 16-Bit- und 32-Bit-Mikrocontroller.

In einem (n 8 Bit Mikrocontroller, der Punkt, an dem der interne Bus 8-Bit ist, dann führt die ALU die arithmetischen und logischen Operationen aus. Beispiele für 8-Bit-Mikrocontroller sind die Familien Intel 8031/8051, PIC1x und Motorola MC68HC11.

Das 16-Bit Der Mikrocontroller bietet im Vergleich zum 8-Bit eine höhere Präzision und Leistung. Beispielsweise können 8-Bit-Mikrocontroller nur 8 Bit verwenden, was zu einem Endbereich von 0 × 00 - 0xFF (0-255) für jeden Zyklus führt. Im Gegensatz dazu haben 16-Bit-Mikrocontroller mit ihrer Bitdatenbreite für jeden Zyklus einen Bereich von 0 × 0000 - 0xFFFF (0-65535).

Der extremste Wert eines längeren Timers kann sich in bestimmten Anwendungen und Schaltungen wahrscheinlich als nützlich erweisen. Es kann automatisch mit zwei 16-Bit-Nummern arbeiten. Einige Beispiele für die 16-Bit-Mikrocontroller sind 16-Bit-MCUs der erweiterten Familien 8051XA, PIC2x, Intel 8096 und Motorola MC68HC12.

Das 32-Bit Der Mikrocontroller verwendet die 32-Bit-Anweisungen, um die arithmetischen und logischen Operationen auszuführen. Diese werden in automatisch gesteuerten Geräten verwendet, einschließlich implantierbaren medizinischen Geräten, Motorsteuerungssystemen, Büromaschinen, Geräten und anderen Arten eingebetteter Systeme. Einige Beispiele sind die Intel / Atmel 251-Familie PIC3x.

Mikrocontrollertypen nach Speichergeräten

Die Speichergeräte sind in zwei Typen unterteilt

• Embedded Memory Mikrocontroller
• Externer Speicher-Mikrocontroller

Embedded Memory Microcontroller : Wenn ein eingebettetes System über eine Mikrocontrollereinheit verfügt, in der alle auf einem Chip verfügbaren Funktionsblöcke vorhanden sind, wird dies als eingebetteter Mikrocontroller bezeichnet. Beispielsweise ist der 8051 mit Programm- und Datenspeicher, E / A-Ports, serieller Kommunikation, Zählern und Zeitgebern und Interrupts auf dem Chip ein eingebetteter Mikrocontroller.

Externer Speicher-Mikrocontroller : Wenn ein eingebettetes System über eine Mikrocontrollereinheit verfügt, auf der nicht alle Funktionsblöcke auf einem Chip verfügbar sind, wird dies als externer Speichermikrocontroller bezeichnet. Zum Beispiel hat 8031 ​​keinen Programmspeicher auf dem Chip, ein externer Speichermikrocontroller.

Mikrocontrollertypen gemäß Befehlssatz

CISC : CISC ist ein komplexer Befehlssatzcomputer. Es ermöglicht dem Programmierer, eine Anweisung anstelle vieler einfacherer Anweisungen zu verwenden.

RISIKO : Das RISC steht für Reduced Instruction Set Computer. Diese Art von Befehlssätzen reduziert das Design des Mikroprozessors für Industriestandards. Es ermöglicht jedem Befehl, in jedem Register zu arbeiten oder einen beliebigen Adressierungsmodus und gleichzeitigen Zugriff auf Programm und Daten zu verwenden.

Beispiel für CISC und RISC

Aus dem obigen Beispiel verkürzen RISC-Systeme die Ausführungszeit, indem sie die Taktzyklen pro Befehl reduzieren, und CISC-Systeme verkürzen die Ausführungszeit, indem sie die Anzahl der Befehle pro Programm reduzieren. Das RISC bietet eine bessere Ausführung als das CISC.

Mikrocontrollertypen gemäß Speicherarchitektur

Es gibt zwei Arten der Speicherarchitektur von Mikrocontrollern:

• Mikrocontroller für Harvard-Speicherarchitektur
• Mikrocontroller mit Speicherarchitektur in Princeton

Harvard Memory Architecture Mikrocontroller : An dem Punkt, an dem eine Mikrocontrollereinheit einen unterschiedlichen Speicheradressraum für das Programm und den Datenspeicher hat, verfügt der Mikrocontroller über eine Harvard-Speicherarchitektur im Prozessor.

Princeton Memory Architecture Mikrocontroller : Wenn ein Mikrocontroller eine gemeinsame Speicheradresse für den Programmspeicher und den Datenspeicher hat, verfügt der Mikrocontroller über eine Princeton-Speicherarchitektur im Prozessor.

Mikrocontrollertypen

Es gibt verschiedene Mikrocontrollertypen wie 8051, PIC, AVR, ARM,

Mikrocontroller 8051

Es ist ein 40-Pin-Mikrocontroller mit einer Vcc von 5 V, die an Pin 40 und Vss an Pin 20 angeschlossen ist und 0 V hält. Und es gibt Eingangs- und Ausgangsanschlüsse von P1.0 - P1.7, die über eine Open-Drain-Funktion verfügen. Port3 verfügt über zusätzliche Funktionen. Pin36 hat den Open-Drain-Zustand und Pin17 hat den Transistor im Mikrocontroller intern hochgezogen.

Wenn wir Logik 1 an Port1 anwenden, erhalten wir Logik 1 an Port 21 und umgekehrt. Die Programmierung des Mikrocontrollers ist absolut kompliziert. Grundsätzlich schreiben wir ein Programm in C-Sprache, das als nächstes in die vom Mikrocontroller verstandene Maschinensprache konvertiert wird.

Ein RESET-Pin ist mit Pin 9 verbunden und mit einem Kondensator verbunden. Wenn der Schalter eingeschaltet ist, wird der Kondensator aufgeladen und RST ist hoch. Durch Anlegen eines Highs an den Reset-Pin wird der Mikrocontroller zurückgesetzt. Wenn wir diesen Pin mit logischer Null versehen, startet das Programm die Ausführung von vorne.

Speicherarchitektur von 8051

Der Speicher von 8051 ist in zwei Teile unterteilt. Sie sind Programmspeicher und Datenspeicher. Der Programmspeicher speichert das ausgeführte Programm, während der Datenspeicher die Daten und die Ergebnisse vorübergehend speichert. Der 8051 wurde in einer Vielzahl von Geräten eingesetzt, vor allem, weil er sich leicht in ein Gerät integrieren lässt. Mikrocontroller werden hauptsächlich in Energiemanagement, Touchscreen, Automobilen und medizinischen Geräten eingesetzt.

Programmspeicher von 8051

Und

Datenspeicher von 8051

Pin Beschreibung des 8051 Mikrocontrollers

Pin-40: Vcc ist die Hauptstromquelle von + 5V DC.

Pin 20: Vss - repräsentiert die Masseverbindung (0 V).

Stifte 32-39: Bekannt als Port 0 (P0.0 bis P0.7) als E / A-Ports.

Pin-31: Address Latch Enable (ALE) wird verwendet, um das Adressdatensignal von Port 0 zu demultiplext.

Pin-30: (EA) Der externe Zugriffseingang wird zum Aktivieren oder Deaktivieren der externen Speicherschnittstelle verwendet. Wenn kein externer Speicher benötigt wird, wird dieser Pin immer hoch gehalten.

Pin-29: Mit Program Store Enable (PSEN) werden Signale aus dem externen Programmspeicher gelesen.

Stifte 21-28: Bekannt als Port 2 (P 2.0 bis P 2.7) - Zusätzlich zu der Funktion als E / A-Port werden Adressbussignale höherer Ordnung mit diesem quasi bidirektionalen Port gemultiplext.

Stifte 18 und 19: Wird verwendet, um einen externen Kristall mit einer Systemuhr zu verbinden.

Stifte 10 - 17: Dieser Port dient auch einigen anderen Funktionen wie Interrupts, Timer-Eingang, Steuersignalen für die externe Speicherschnittstelle Lesen und Schreiben. Dies ist ein quasi bidirektionaler Port mit internem Pull-up.

Pin 9: Es ist ein RESET-Pin, mit dem die 8051-Mikrocontroller auf ihre Anfangswerte gesetzt werden, während der Mikrocontroller arbeitet oder zu Beginn der Anwendung. Der RESET-Pin muss für 2 Maschinenzyklen hoch eingestellt sein.

Stifte 1 - 8: Dieser Port erfüllt keine anderen Funktionen. Port 1 ist ein quasi bidirektionaler E / A-Port.

Renesas Mikrocontroller

Renesas ist die neueste Automobil-Mikrocontroller-Familie, die Hochleistungsfunktionen mit einem außergewöhnlich geringen Stromverbrauch über eine breite und vielseitige Produktpalette bietet. Dieser Mikrocontroller bietet umfassende funktionale Sicherheit und eingebettete Sicherheitsmerkmale, die für neue und fortschrittliche Automobilanwendungen erforderlich sind. Die Kernstruktur der Mikrocontroller-CPU unterstützt hohe Zuverlässigkeit und hohe Leistungsanforderungen.

Die vollständige Form des RENESAS-Mikrocontrollers lautet „Renaissance Semiconductor for Advanced Solutions“. Diese Mikrocontroller bieten sowohl Mikroprozessoren als auch Mikrocontrollern die beste Leistung, um gute Leistungsmerkmale zusammen mit einem sehr geringen Stromverbrauch und einer soliden Verpackung zu erzielen.

Dieser Mikrocontroller verfügt über eine enorme Speicherkapazität und Pinbelegung, sodass diese in verschiedenen Steuerungsanwendungen für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Die beliebtesten Mikrocontroller-Familien sind aufgrund ihrer hohen Leistung sowohl der RX als auch der RL78. Zu den Hauptmerkmalen von RENESAS RL78 sowie von Mikrocontrollern auf Basis der RX-Familie gehören die folgenden.

• Die in diesem Mikrocontroller verwendete Architektur ist die CISC Harvard-Architektur, die eine hohe Leistung bietet.
• Auf die RL78-Familie kann sowohl in 8-Bit- als auch in 16-Bit-Mikrocontrollern zugegriffen werden, während die RX-Familie ein 32-Bit-Mikrocontroller ist.
• Der Mikrocontroller der RL78-Familie ist ein Mikrocontroller mit geringem Stromverbrauch, während die RX-Familie sowohl einen hohen Wirkungsgrad als auch eine hohe Leistung bietet.
• Der Mikrocontroller der RL78-Familie ist mit 20 bis 128 Pins erhältlich, während die RX-Familie in einem 48-Pin-Mikrocontroller mit 176 Pins erhältlich ist.
• Für den RL78-Mikrocontroller reicht der Flash-Speicher von 16 KB bis 512 KB, während er für die RX-Familie 2 MB beträgt.
• Der RAM des Mikrocontrollers der RX-Familie reicht von 2 KB bis 128 KB.
• Der Renesas-Mikrocontroller bietet geringen Stromverbrauch, hohe Leistung, bescheidene Pakete und die größte Auswahl an Speichergrößen, kombiniert mit charakteristischen Peripheriegeräten.

Renesas Mikrocontroller

• Renesas bietet die vielseitigsten Mikrocontroller-Familien der Welt. Unsere RX-Familie bietet beispielsweise viele Arten von Geräten mit Speichervarianten von 32 KB Flash / 4 KB RAM bis zu unglaublichen 8 MB Flash / 512 KB RAM.
• Die RX-Familie von 32-Bit-Mikrocontrollern ist eine funktionsreiche Allzweck-MCU, die eine breite Palette eingebetteter Steuerungsanwendungen mit Hochgeschwindigkeitskonnektivität, digitaler Signalverarbeitung und Wechselrichtersteuerung abdeckt.
• Die RX-Mikrocontrollerfamilie verwendet eine verbesserte 32-Bit-Harvard-CISC-Architektur, um eine sehr hohe Leistung zu erzielen.

Pin Beschreibung

Die Pin-Anordnung des Renesas-Mikrocontrollers ist in der Abbildung dargestellt:

Pin-Diagramm der Renesas-Mikrocontroller

Es ist ein 20-poliger Mikrocontroller. Pin 9 ist Vss (Erdungsstift) und Vdd (Stromversorgungsstift). Es gibt drei verschiedene Arten von Interrupts: normale Interrupts, schnelle Interrupts und schnelle Interrupts.

Normale Interrupts speichern die signifikanten Register mithilfe von Push- und Pop-Anweisungen auf dem Stapel. Die schnellen Interrupts werden automatisch in speziellen Sicherungsregistern als Programmzähler und Prozessorstatuswort gespeichert, sodass die Antwortzeit schneller ist. Und Hochgeschwindigkeits-Interrupts weisen bis zu vier der allgemeinen Register für die dedizierte Verwendung durch den Interrupt zu, um die Geschwindigkeit noch weiter zu erhöhen.

Die interne Busstruktur bietet 5 interne Busse, um sicherzustellen, dass die Datenverarbeitung nicht verlangsamt wird. Befehlsabrufe erfolgen über einen breiten 64-Bit-Bus, so dass aufgrund der in CISC-Architekturen verwendeten Befehle variabler Länge.

Funktionen und Vorteile der RX-Mikrocontroller

• Ein geringer Stromverbrauch wird mithilfe der Multi-Core-Technologie erzielt
• Unterstützung für 5-V-Betrieb für Industrie- und Gerätekonstruktionen
• Skalierbarkeit von 48 auf 145 Pins und von 32 KB auf 1 MB Flash-Speicher, einschließlich 8 KB Daten-Flash-Speicher
• Integrierte Sicherheitsfunktion
• Ein integrierter Rich-Function-Satz aus 7 UART, I2C, 8 SPI, Komparatoren, 12-Bit-ADC, 10-Bit-DAC und 24-Bit-ADC (RX21A), der durch die Integration der meisten Funktionen die Systemkosten senkt

Anwendung des Renesas Microcontrollers

• Industrielle Automatisierung
• Kommunikationsanwendungen
• Motorsteuerungsanwendungen
• Test und Messung
• Medizinische Anwendungen

AVR-Mikrocontroller

Der AVR-Mikrocontroller wird von Alf-Egil Bogen und Vegard Wollan von der Atmel Corporation entwickelt. Die AVR-Mikrocontroller sind modifizierte Harvard RISC-Architekturen mit separaten Speichern für Daten und Programme, und die Geschwindigkeit von AVR ist im Vergleich zu 8051 und PIC hoch. Der AVR steht für ZU lf-Egil Bogen und V. egard Wollans R. ISC-Prozessor.

Atmel AVR Mikrocontroller

Unterschied zwischen 8051 und AVR Controllern

• 8051s sind 8-Bit-Controller, die auf der CISC-Architektur basieren, AVRs sind 8-Bit-Controller, die auf der RISC-Architektur basieren
• 8051 verbraucht mehr Strom als ein AVR-Mikrocontroller
• In 8051 können wir einfacher programmieren als der AVR-Mikrocontroller
• Die Geschwindigkeit von AVR ist höher als die des 8051-Mikrocontrollers

Klassifizierung von AVR-Controllern

AVR-Mikrocontroller werden in drei Typen eingeteilt:

• TinyAVR - Weniger Speicher, geringe Größe, nur für einfachere Anwendungen geeignet
• MegaAVR - Dies sind die beliebtesten mit einer guten Speicherkapazität (bis zu 256 KB), einer höheren Anzahl eingebauter Peripheriegeräte und geeignet für mittelschwere bis komplexe Anwendungen
• XmegaAVR - Wird kommerziell für komplexe Anwendungen verwendet, die großen Programmspeicher und hohe Geschwindigkeit erfordern

Funktionen des AVR-Mikrocontrollers

• 16 KB programmierbarer In-System-Flash
• 512B In-System Programmable EEPROM
• 16-Bit-Timer mit zusätzlichen Funktionen
• Mehrere interne Oszillatoren
• Interner, selbstprogrammierbarer Befehls-Flash-Speicher bis zu 256 KB
• Systemintern programmierbar mit ISP-, JTAG- oder Hochspannungsmethoden
• Optionaler Bootcode-Bereich mit unabhängigen Sperrbits zum Schutz
• Synchrone / asynchrone serielle Peripheriegeräte (UART / USART)
• Serieller Peripherieschnittstellenbus (SPI)
• Universal Serial Interface (USI) für die synchrone Datenübertragung mit zwei oder drei Drähten
• Watchdog-Timer (WDT)
• Mehrere stromsparende Schlafmodi
• 10-Bit-A / D-Wandler mit einem Multiplex von bis zu 16 Kanälen
• Unterstützung für CAN- und USB-Controller
• Niederspannungsgeräte, die bis zu 1,8 V betrieben werden

Es gibt viele Mikrocontroller der AVR-Familie, wie z. B. ATmega8, ATmega16 usw. In diesem Artikel diskutieren wir den ATmega328-Mikrocontroller. Der ATmega328 und der ATmega8 sind Pin-kompatible ICs, unterscheiden sich jedoch funktional. Der ATmega328 verfügt über einen Flash-Speicher von 32 KB, der ATmega8 über 8 KB. Weitere Unterschiede sind zusätzlicher SRAM und EEPROM, das Hinzufügen von Pinwechsel-Interrupts und Timer. Einige der Funktionen von ATmega328 sind:

Eigenschaften von ATmega328

• 28-poliger AVR-Mikrocontroller
• Flash-Programmspeicher von 32 KByte
• EEPROM-Datenspeicher von 1 KByte
• SRAM-Datenspeicher von 2 KByte
• E / A-Pins sind 23
• Zwei 8-Bit-Timer
• A / D-Wandler
• Sechs-Kanal-PWM
• Eingebauter USART
• Externer Oszillator: bis zu 20 MHz

Pin Beschreibung von ATmega328

Es ist in 28-poligem DIP erhältlich (siehe Abbildung unten):

Pin-Diagramm der AVR-Mikrocontroller

Vcc: Digitale Versorgungsspannung.

GND: Boden.

Port B: Port B ist ein bidirektionaler 8-Bit-E / A-Port. Die Pins von Port B werden dreifach angegeben, wenn eine Rücksetzbedingung aktiv wird oder eine, selbst wenn die Uhr nicht läuft.

Port C: Port C ist ein bidirektionaler 7-Bit-E / A-Port mit internen Pull-up-Widerständen.

PC6 / RESET

Port D: Es ist ein bidirektionaler 8-Bit-E / A-Port mit internen Pull-up-Widerständen. Die Ausgangspuffer von Port D bestehen aus symmetrischen Antriebseigenschaften.

AVcc: AVcc ist der Versorgungsspannungsstift für den ADC.

AREF: AREF ist der analoge Referenzstift für den ADC.

Anwendungen des AVR-Mikrocontrollers

Es gibt viele Anwendungen von AVR-Mikrocontrollern, die in der Heimautomation, im Touchscreen, in Automobilen, in medizinischen Geräten und in der Verteidigung eingesetzt werden.

PIC Mikrocontroller

PIC ist ein Peripherieschnittstellen-Controller, der 1993 von der Mikroelektronik des allgemeinen Instruments entwickelt wurde. Er wird von der Software gesteuert. Sie könnten so programmiert werden, dass sie viele Aufgaben erledigen und eine Erzeugungslinie und vieles mehr steuern. PIC-Mikrocontroller finden ihren Weg in neue Anwendungen wie Smartphones, Audiozubehör, Videospiel-Peripheriegeräte und fortschrittliche medizinische Geräte.

Es gibt viele PICs, die mit PIC16F84 und PIC16C84 gestartet wurden. Dies waren jedoch die einzigen erschwinglichen Flash-PICs. Microchip hat kürzlich Flash-Chips mit viel attraktiveren Typen wie 16F628, 16F877 und 18F452 eingeführt. Der 16F877 ist ungefähr doppelt so teuer wie der alte 16F84, hat aber die achtfache Codegröße, viel mehr RAM, viel mehr E / A-Pins, einen UART, einen A / D-Wandler und vieles mehr.

PIC Mikrocontroller

Merkmale von PIC16F877

Die Funktionen von pic16f877 umfassen Folgendes.

• Hochleistungs-RISC-CPU
• Bis zu 8K x 14 Wörter FLASH-Programmspeicher
• 35 Anweisungen (14-Bit-Codierung mit fester Länge)
• 368 × 8 statischer RAM-basierter Datenspeicher
• Bis zu 256 x 8 Byte EEPROM-Datenspeicher
• Unterbrechungsfähigkeit (bis zu 14 Quellen)
• Drei Adressierungsmodi (direkt, indirekt, relativ)
• Power-On-Reset (POR)
• Harvard Architekturspeicher
• Energiesparmodus SLEEP
• Breiter Betriebsspannungsbereich: 2,0 V bis 5,5 V.
• Hoher Senken- / Quellenstrom: 25mA
• Akkumulator-basierte Maschine

Periphere Funktionen

3 Timer / Zähler (programmierbare Vorskalare)

• Timer0, Timer2 ist ein 8-Bit-Timer / Zähler mit 8-Bit-Vorskalar
• Timer1 ist 16-Bit und kann im Ruhezustand über einen externen Quarz / eine externe Uhr inkrementiert werden

Zwei Capture, Compare, PWM-Module

• Die Eingabeerfassungsfunktion zeichnet die Anzahl von Timer1 bei einem Pin-Übergang auf
• Ein PWM-Funktionsausgang ist eine Rechteckwelle mit einer programmierbaren Periode und einem programmierbaren Arbeitszyklus.

10-Bit-8-Kanal-Analog-Digital-Wandler

USART mit 9-Bit-Adresserkennung

Synchrone serielle Schnittstelle mit Master-Modus und I2C-Master / Slave

Der 8-Bit-Parallel-Slave-Port

Analoge Funktionen

• 10-Bit-Analog-Digital-Wandler mit bis zu 8 Kanälen (A / D)
• Brown-out-Reset (BOR)
• Analoges Komparatormodul (Programmierbares Eingangsmultiplexen von Geräteeingängen und Komparatorausgängen ist extern zugänglich)

Pin Beschreibung des PIC16F877A

Die Pin-Beschreibung von PIC16F877A wird unten diskutiert.

Vorteile von PIC

• Es ist ein RISC-Design
• Der Code ist äußerst effizient und ermöglicht es dem PIC, mit normalerweise weniger Programmspeicher als seine größeren Konkurrenten zu arbeiten
• Es ist eine kostengünstige, hohe Taktrate

Eine typische Anwendungsschaltung von PIC16F877A

Die folgende Schaltung besteht aus einer Lampe, deren Umschaltung über einen PIC-Mikrocontroller gesteuert wird. Der Mikrocontroller ist mit einem externen Kristall verbunden, der einen Takteingang liefert.

PIC16F877A Mikrocontroller-Anwendung

Der PIC ist auch mit einem Druckknopf verbunden, und beim Drücken des Druckknopfs sendet der Mikrocontroller dementsprechend ein hohes Signal an die Basis des Transistors, um den Transistor einzuschalten und somit eine ordnungsgemäße Verbindung zum Relais zum Einschalten herzustellen und erlauben den Durchgang von Wechselstrom zur Lampe und somit leuchtet die Lampe. Der Status des Vorgangs wird auf dem LCD angezeigt, das an den PIC-Mikrocontroller angeschlossen ist.

MSP-Mikrocontroller

Ein Mikrocontroller wie MSP430 ist ein 16-Bit-Mikrocontroller. Der Begriff MSP ist die Abkürzung für 'Mixed Signal Processor'. Diese Mikrocontrollerfamilie stammt von Texas Instruments und wurde für kostengünstige sowie leistungsschwache Systeme entwickelt. Diese Steuerung enthält einen 16-Bit-Datenbus mit den Adressierungsmodi 7 mit reduziertem Befehlssatz, der einen dichteren, kürzeren Programmcode ermöglicht, der für eine schnelle Leistung verwendet wird.

Dieser Mikrocontroller ist eine Art integrierte Schaltung, mit der die Programme zur Steuerung anderer Maschinen oder Geräte ausgeführt werden. Es ist eine Art Mikrogerät, mit dem andere Maschinen gesteuert werden. Die Merkmale dieses Mikrocontrollers sind normalerweise mit anderen Arten des Mikrocontrollers erhältlich.

• Kompletter SoC wie ADC, LCD, E / A-Anschlüsse, RAM, ROM, UART, Watchdog-Timer, Basis-Timer usw.
• Es verwendet einen externen Kristall und ein FLL-Oszillator (Frequency Locked Loop) leitet hauptsächlich alle inneren CLKs ab
• Der Stromverbrauch ist mit 4,2 nW nur ​​für jeden Befehl gering
• Stabiler Generator für die am häufigsten verwendeten Konstanten wie –1, 0, 1, 2, 4, 8
• Die typische hohe Geschwindigkeit beträgt 300 ns für jeden Befehl wie 3,3 MHz CLK
• Adressierungsmodi sind 11, wobei die sieben Adressierungsmodi für Quelloperanden und vier Adressierungsmodi für Zieloperanden verwendet werden.
• RISC-Architektur mit 27 Kernanweisungen

Die Echtzeitkapazität ist voll, stabil und die CLK-Frequenz des Nennsystems kann nach 6 Takten nur erreicht werden, wenn der MSP430 aus dem Energiesparmodus wiederhergestellt ist. Für den Hauptkristall kein Warten auf Stabilisierung und Schwingung.

Die Kernanweisungen wurden unter Verwendung spezieller Funktionen kombiniert, um das Programm innerhalb des MSP430-Mikrocontrollers zu vereinfachen, wobei der Assembler ansonsten in C verwendet wurde, um herausragende Funktionalität sowie Flexibilität bereitzustellen. Beispielsweise kann der Mikrocontroller selbst bei Verwendung einer geringen Befehlsanzahl ungefähr dem gesamten Befehlssatz folgen.

Hitachi Mikrocontroller

Der Hitachi-Mikrocontroller gehört zur H8-Familie. Ein Name wie H8 wird in einer großen 8-Bit-, 16-Bit- und 32-Bit-Familie von Mikrocontrollern verwendet. Diese Mikrocontroller wurden von Renesas Technology entwickelt. Diese Technologie wurde im Jahr 1990 in Hitachi Semiconductors gegründet.

Motorola Mikrocontroller

Der Motorola-Mikrocontroller ist ein extrem integrierter Mikrocontroller, der für Datenverarbeitungsprozesse mit hoher Leistung verwendet wird. Die Einheit dieses Mikrocontrollers verwendet eine SIM (System Integration Module), eine TPU (Time Processing Unit) und ein QSM (Queued Serial Module).

Vorteile von Mikrocontrollertypen

Die Vorteile von Mikrocontrollertypen umfassen Folgendes.

• Zuverlässig
• Wiederverwendbar
• Energieeffizient
• Kosteneffizient
• Wiederverwendbar
• Der Betrieb erfordert weniger Zeit
• Diese sind flexibel und sehr klein
• Aufgrund ihrer hohen Integration können Größe und Kosten des Systems gesenkt werden.
• Die Schnittstelle des Mikrocontrollers ist mit zusätzlichen ROM-, RAM- und E / A-Ports einfach.
• Viele Aufgaben können ausgeführt werden, so dass die menschliche Wirkung verringert werden kann.
• Es ist einfach zu bedienen, die Fehlerbehebung und Wartung des Systems ist einfach.
• Es funktioniert wie ein Mikrocomputer ohne digitale Teile

Nachteile von Mikrocontrollertypen

Die Nachteile der Mikrocontrollertypen umfassen die folgenden.

• Programmierkomplexität
• Elektrostatische Empfindlichkeit
• Eine Schnittstelle zu Hochleistungsgeräten ist nicht möglich.
• Seine Struktur ist im Vergleich zu Mikroprozessoren komplexer.
• Im Allgemeinen wird es in Mikrogeräten verwendet
• Es führt einfach unvollständige Nr. Durch. von Hinrichtungen gleichzeitig.
• Es wird im Allgemeinen in Mikrogeräten verwendet
• Es hat eine komplexere Struktur als ein Mikroprozessor
• Der Mikrocontroller kann ein Gerät mit höherer Leistung nicht direkt anschließen
• Es wurden nur eine begrenzte Anzahl von Ausführungen gleichzeitig ausgeführt

Anwendungen von Mikrocontrollertypen

Mikrocontroller werden hauptsächlich für eingebettete Geräte verwendet, im Gegensatz zu Mikroprozessoren, die in PCs verwendet werden, ansonsten für andere Geräte. Diese werden hauptsächlich in verschiedenen Geräten wie implantierbaren medizinischen Geräten, Elektrowerkzeugen, Motorsteuerungssystemen in Kraftfahrzeugen, Maschinen in Büros, Geräten, die über Fernbedienungen gesteuert werden, Spielzeug usw. verwendet. Die Hauptanwendungen von Mikrocontrollertypen umfassen die folgenden.

• Automobile
• Handmesssysteme
• Mobiltelefone
• Computersysteme
• Sicherheitsalarme
• Haushaltsgeräte
• Stromzähler
• Kameras
• Mikroofen
• Messinstrumente
• Geräte zur Prozesssteuerung
• Wird in Mess- und Messgeräten, Voltmetern und zur Messung rotierender Objekte verwendet
• Geräte steuern
• Industrielle Instrumentierungsgeräte
• Instrumentierungsgeräte in der Industrie
• Lichtsensorik
• Sicherheitsgeräte
• Prozesssteuerungsgeräte
• Geräte steuern
• Feuermelder
• Temperaturerfassung
• Mobiltelefone
• Auto-Handys
• Waschmaschinen
• Kameras
• Sicherheitsalarme

Das ist also alles über eine Übersicht über Mikrocontrollertypen . Diese Mikrocontroller sind Einzelchip-Mikrocomputer und die für ihre Herstellung verwendete Technologie ist VLSI. Diese werden auch als eingebettete Controller bezeichnet, die in 4-Bit, 8-Bit, 64-Bit und 128-Bit verfügbar sind. Dieser Chip dient zur Steuerung verschiedener eingebetteter Systemfunktionen. Hier ist eine Frage für Sie, was ist der Unterschied zwischen einem Mikroprozessor und einem Mikrocontroller?