Микроконтроллеры. Области применения. Преимущества. Особенности. Новые возможности.

Для чего применяют микро-контроллеры? В чем преимущества использования? (10+)

Микроконтроллеры - самоучитель - Применение

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Микроконтроллеры - не очень просто, но очень интересно

Применение

Даже и не знаю с чего начать. Иногда у нас, особенно гиков, к коим я себя все же отношу, возникает потребность в некой автоматизации различных технических процессов: 'умный' дом, управление отоплением, вентиляцией, освещением и еще масса других вариантов, которые можно только представить. Например – робот, приносящий вам свежесваренный кофе с кухни. Следующий вопрос, который мы задаем себе: 'Куда пойти? Куда податься?'. Многие, в том числе и я, сразу думаем о компьютере.

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Но тут возникает масса отрицательных моментов:

  • габариты устройства (это немного поправимо, с появлением микрокомпьютеров типа Raspberry Pi)
  • энергопотребление
  • все меньший выбор интерфейсов, к которым придется стыковать некие исполнительные устройства, а это требует написания собственных драйверов и стыковочных интерфейсов. В нынешних компьютерах выбор вообще может ограничиться только USB портом
  • низкая надежность при режиме работы 24х7х365
  • избыточность исполняемого кода и аппаратной платформы. Представьте – для управления лампочкой установим линукс, сделаем собственную программу, сделаем собственный драйвер. Кроме того нужно еще было приобрести компьютер с ОЗУ, жестким диском, кучей фактически ненужных микросхем и интерфейсов на плате. Абсурд!

Тогда мы, и я в том числе, начинаем поиски какого-то чудо-устройства, которое лишено всех этих недостатков и, после обращения ко 'всемогущему Гуглу', находим нечто под названием 'микроконтроллеры'.

И, Вы знаете, преинтереснейшие устройства, оказывается. Когда я на них наткнулся, то понял, что моя задача может быть решена очень небольшими средствами в достаточно приемлемый промежуток времени. А задача была, в общем, весьма серьезная. Управление освещением, считывание влажности, температуры помещения, считывание температур с 6 контуров, управление сервоприводами подачи теплоносителя, управление режимами вентиляции, формирование сигналов тревоги, плюс, конечно же, отображение текущих параметров и управление настройками и т. д. В целом – нетривиальная задача с увязкой всех взаимовлияющих параметров.

Что же они из себя представляют, эти микроконтроллеры? Физически – это микросхема с микрокомпьютером RISC-архитектуры внутри, в ней есть все, необходимое для нормальной работы. Ну, почти все.

Она обладает собственной памятью – постоянной перепрограммируемой флэш-памятью, пользовательской программируемой (ЭСППЗУ - EEPROM), оперативной, регистрами (они же могут быть напрямую адресованы как ячейки памяти), собственный калиброванный RC генератор частоты, таймеры, счетчики. А еще вдобавок Универсальный синхронный и асинхронный последовательный приемопередатчик (УСАПП - USART), последовательный интерфейс, Аналого-цифровой преобразователь (АЦП), входы для внешних прерываний, порты SPI, порты отладки, компаратор и всякая другая всячина. Вы даже можете безо всяких усилий соорудить штатными средствами настоящий терминал для ввода/вывода информации. Уууух...

Как видим – чем не компьютер!!? И это всего лишь в одной маленькой микросхемке! Просто здорово.

Виды, типы микроконтроллеров. Особенности. Выбор.

Безусловно, вам придется делать выбор модели микроконтроллера для своего устройства. Они отличаются форм-фактором. Тут смотрите - удобно ли вам будет распаивать на печатную плату SOIC или DIP корпус. Также они отличаются количеством и назначением «ножек». Нет смысла для простых устройств выбирать мощные контроллеры «сороконожки». Еще, как и процессоры – отличаются разрядностью, типом и количеством регистров. Как компьютеры – объемами памяти. Ваш первейший помощник отныне – дейташит. Благо, документация на многие модели неплохо переведена на русский язык. Если у вас программка небольшая, но количество входных/выходных сигналов велико, то придется идти в сторону увеличения модели микроконтроллера. То же происходит при увеличении объема кода. Его придется прошивать в память микроконтроллера. Берите с запасом, особенно для сложных устройств. Мало ли, что вам взбредет в голову через полгода? Захотите добавить функциональность и уткнетесь в объем программируемой памяти.

Теперь вас немного расстрою. На рынке существуют два основных семейства. Как 'физики' и 'лирики' в мире микроконтроллеров. Это семейство PIC (сокр. от Peripheral Interface Controller) компании Microchip Technology Inc. и семейство AVR (компании Atmel). Невозможно сказать какое из них лучше. В Интернете вы можете найти массу сломанных копей в форумах на эту тему.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

 

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Импульсный источник питания. Своими руками. Самодельный. Сделать. Лабо...
Схема импульсного блока питания. Расчет на разные напряжения и токи....

Применение полевых транзисторов, МОП, FET, MOSFET. Использование. Схем...
Типичные схемы с полевыми транзисторами. Применение МОП....

Схемотехника - тиристорные, динисторные, симисторные, тринисторные схе...
Схемотехника тиристорных устройств. Практические примеры. ...

Плавная регулировка, изменение яркости свечения светодиодов. Регулятор...
Плавное управление яркостью свечения светодиодов. Схема устройства с питанием ка...

Инвертирующий импульсный источник питания. Онлайн расчет. Форма. Подав...
Как рассчитать инвертирующий импульсный преобразователь напряжения. Как подавить...

Микросхема 1156ЕУ3, К1156ЕУ3, КР1156ЕУ3, UC1823, UC2823, UC3823. Анало...
Описание микросхемы 1156ЕУ3 (UC1823, UC2823, UC3823) ...

Зарядное устройство. Импульсный автомобильный зарядник. Зарядка аккуму...
Схема импульсного зарядного устройства. Расчет на разные напряжения и токи....

Конденсатор электрический. Принцип работы. Емкость. Математическая мод...
Конденсатор. Принцип работы. Емкость в схемах. Применение. Свойства. Классификац...