Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Микросхемы для микроконтроллеров счетчиков

Микросхемы для микроконтроллеров счетчиков

Микроконтроллер (MCU) – микросхема, предназначенная для управления электрон-ными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и пе-риферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ.
[Читать далее. ]

Виды МикроЭВМ и МК

Микроконтроллеры – управляющие устройства в микроисполнении – широко применяются в различных областях технической деятельности человека.
[Более подробно. ]

Вычисление параметров импульсного сигнала

Цель работы: приобретение практических навыков работы с прерываниями по внеш-нему воздействию и получения временных параметров импульсного сигнала при помощи встроенного таймера.
[Читать далее. ]

Генерация прямоугольных сигналов на PIC16F62X

Генерация прямоугольных сигналов на PIC16F62X

PIC16F62X имеет два порта ввода/вывода, PORTA и PORTB. Некоторые каналы по-ртов мультиплицированы с периферийными модулями микроконтроллера. Когда перифе-рийный модуль включен, вывод не может использоваться как универсальный канал вво-да/вывода.
[Читать полностью. ]

Динамическая индикация на PIC16C74B

Цель работы: разработка алгоритма и схемы прибора с динамической индикацией на основе микроконтроллера PIC16C74B. Устройство: счетчик от 0 до 99, отсчет производится по нажатию пользователем специальной кнопки.
[Полный текст. ]

Динамическая индикация на PIC16F627

Необходимо обеспечить последовательную индикацию чисел от 0 до FFh с помощью 2-х 7-ми сегментных индикаторов. Индикаторы подключены к порту B, причем старшие 7-битов подключены к сегментам, а младший бит обеспечивает выбор младшего или старше-го индикатора: 0-младший, 1-старший.
[Читать еще. ]

Изучение кросс-средств разработки ПО для MCS51

Цель работы: 1. Получение навыков работы с кросс-средствами разработки программного обеспечения для ОМК MCS51. 2. Ознакомление с системой команд ОМК MCS51. 3. Получение навыков программирования для ОМК MCS51
[Более подробно. ]

Изучение работы АЦП в МК

Блок АЦП включает в себя восьмиканальный пяти микросекундный А/Ц преобразователь с однополярным питанием, многоканальный мультиплексор, устройство выборки-хранения (УВХ), источник опорного напряжения (ИОН), систему калибровок.
[Читать далее. ]

Изучение режимов работы таймера-счетчика в МК

Изучение режимов работы таймера-счетчика в МК

В микроконтроллере МК8051 в качестве счетчиков и таймеров могут быть использованы два 16-битных таймера/счетчика Т/С0 и Т/С1. В режиме таймера со-держимое Т/С инкрементируется в каждом машинном цикле, состоящем из 12 перио-дов кварцевого резонатора.
[Читать еще. ]

Интегрированная среда разработки прикладного ПО MPLAB IDE

Интегрированная среда разработки прикладного ПО MPLAB IDE

Цель работы: ознакомление с программными средствами написания и отладки программ для микроконтроллеров фирмы Microchip Technology Incorporated, изучение архитектуры и системы команд микроконтроллеров семейства PICMICRO.
[Более подробно. ]

Классификация и структура МК

Наиболее распространенным представителем семейства МК являются 8-разрядные приборы, широко используемые в промышленности, бытовой и компьютерной технике.
[Полный текст. ]

Команды обработки данных

Команды обработки данных

Цели работы: изучение команд арифметических и логических операций, сдвигов и битовых операций, практическое освоение приемов программирования на Ассемблере, изучение директив.
[Более подробно. ]

Методы адресации, команды передачи данных и управления

Методы адресации, команды передачи данных и управления

При создании программы для микроконтроллера на языке Ассемблер разра-ботчик оперирует программно-доступными ресурсами микропроцессорной сис-темы. У микроконтроллера ATmega128 эти ресурсы включают: программно-доступные регистры микроконтроллера, внутреннюю память данных, внешнюю память данных.
[Читать далее. ]

Микроконтроллеры

Микроконтроллер (MCU) – микросхема, предназначенная для управ-ления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ.
[Более подробно. ]

Микроконтроллеры подгруппы PIC16F8X

Микроконтроллеры подгруппы PIC16F8X

Микроконтроллеры подгруппы PIC16F8X относятся к семейству 8-разрядных КМОП микроконтроллеров группы PIC16CXXX, для которых ха-рактерны низкая стоимость, полностью статическая КМОП-технология и высокая производительность.
[Читать еще. ]

МК и их типовые элементы

МК и их типовые элементы

Вся схемотехника разделяется на две большие области: аналоговую и цифровую Аналоговая схемотехника характеризуется максимальным быстродействием, малым потреблением энергии и малой стабильностью параметров.
[Читать еще. ]

МК семейства PIC

МК семейства PIC

PIC (номер серии) (буква – тип памяти программ) (номер разработки) (температурный диапазон) (тип корпуса) (максимальная тактовая частота).
[Более подробно. ]

Организация внешней памяти МК

Организация внешней памяти МК

Внешняя память данных представляет собой одну или несколько самостоятельных микросхем памяти. Чаще всего используют статическую память с байтовой организацией объемом 2К*8 или 8К*8 бит (1К = 1024).
[Подробней. ]

Организация памяти MCS-51

Организация памяти MCS-51

Все микроконтроллеры семейства MCS-51 имеют Гарвардскую архитектуру, т. е. раздельное адресное пространство программ и данных. Это позволяет осуществлять доступ к памяти данных по 8-битным адресам, что способствует более быстрой обработке данных в ЦП.
[Читать еще. ]

Основные особенности МК серии PIC

Микроконтроллеры семейств PIC (Peripheral Interface Controller) компании Microchip объединяют все передовые технологии микроконтроллеров: электрически программируемые пользователем ППЗУ, минимальное энергопотребление, высокую производительность, хорошо развитую RISC-архитектуру, функциональную законченность и минимальные размеры.
[Читать еще. ]

Микросхемы для микроконтроллеров счетчиков

Серия микросхем К145 — объединительная серия микросхем, выполненная с применением разнообразных технологий и назначения. Включает микросхемы для построения калькуляторов, электронных игр и других вычислительных и управляющих устройств технологического и бытового назначения [1] .

Читайте так же:
Oki c5600 сброс счетчика

Серия К745, используемая в основном в микрокалькуляторах, является бескорпусным вариантом К145 [2] .

Содержание

Микроконтроллеры К145 ВГ1, ИК5, ИК13, ИК18, ИК19 [ править | править код ]

Однокристальные микроконтроллеры К145 ВГ1, ИК5, ИК13, ИК18, ИК19 представляют собой микро-ЭВМ последовательного действия [1] , имеют малую потребляемую мощность, сравнительно высокую помехозащищённость и ориентированы на применение в быту. Сделаны по МОП-технологии p-типа. Используют уровень напряжения питания -15 или -27 В. Характерной особенностью является применение высокого уровня напряжения (0…-2 В) для логического нуля, и низкого (−8… −27 В) для логической единицы [3] .

  • К145ИК5xx, К145ИК13xx — серия специализированных микроконтроллеров для построения микрокалькуляторов.
  • К145ИК18xx — серия специализированных микроконтроллеров широкого применения.
  • К145ИК19xx — основа для специализированных контроллеров с привязкой управляющих сигналов ко времени.

Отличаются друг от друга емкостью ОЗУ и ПЗУ, количеством портов ввода-вывода. Кроме того, у К145ИК19 имеется встроенный тактовый генератор и возможность отсчёта точного времени.

К145ИК18 [ править | править код ]

Микросхема К145ИК18 является базовой для семейства микросхем микроконтроллеров К145ИК18xx (xx — двузначное число, вариант прошивки), из которой изменением фотошаблонов (в процессе изготовления микросхем) получали различные специализированные варианты. Имеет в своей структуре: устройство управления, операционное устройство, устройство синхронизации [en] .

Устройство управления состоит из: триггера для клавиатуры, регистра ветвлений, счётчика команд, ПЗУ команд, ПЗУ синхропрограмм, ПЗУ микрокоманд.

ПЗУ на 128 19-разрядных слов, содержащих поля: кода условного ветвления, кода операции (КОП, 5 бит), кода модификации синхропрограммы (КОМ, 3 бита).

Код операции вместе с кодом модификации синхропрограммы даёт часть адреса ПЗУ синхропрограмм, вторая же часть поступает из устройства синхронизации. Коды команд из ПЗУ синхропрограмм подаются на ПЗУ микрокоманд синхронно с передачей данных в ОЗУ. ПЗУ микрокоманд выдаёт управляющие сигналы (микрокоманды) для выполнения требуемых действий [3] .

Операционное устройство хранит и обрабатывает исходную информации, формирует выходные управляющие сигналы Y1 — Y24 для внешних устройств. Операционное устройство имеет в своём составе:

  • входной регистр
  • сумматор
  • регистр статуса (L) — перенос единицы в старшую тетраду, дополнительные параметры выбора адресации
  • аккумулятор (S)
  • два оперативных регистра (РгМ и РгR) — сдвиговые регистры с программно-управляемой разрядностью
  • регистр адреса (РгА)
  • матрица управляющих сигналов
  • выходной регистр

Регистр адреса РгА и матрица управляющих сигналов нужны для считывания информации из регистра РгR и её преобразования в коды входных управляющих сигналов для входного и выходного регистров.

Предназначение устройства синхронизации — формирование временны́х интервалов B1—B4, E1—EЗ, D1—D12 и привязки ко времени всех процессов обработки данных. Состоит из трёх последовательных кольцевых счётчиков на базе динамических сдвиговых регистров. Имеется вход для синхронизации от внешних устройств.

К145ИК19 [ править | править код ]

Микросхема К145ИК19 — базовая для семейства К145ИК19xx. Её структура подобна К145ИК18, так как содержит почти те же самые блоки. Используется для решения задач, в которых необходима привязка управляющих сигналов ко времени.

Объём ПЗУ программ 128 двадцатиразрядных слов, стандартных команд для арифметико-логического устройства. Каждое слово имеет:

  • трехразрядное поле кода условного перехода
  • семиразрядный код адреса следующей команды
  • адреса ПЗУ синхропрограмм
  • код модификации синхропрограммы. Постоянное запоминающее устройство

Устройство синхронизации содержит:

  • тактовый генератор прямоугольных импульсов Ф1 — Ф4 с возможностью подключения времязадающих RC-цепей или внешнего кварцевого резонатора 32768 Гц (в силу чего скорость обмена с памятью равна 32768 бит/с).
  • двоичный счетчик для формирования временны́х последовательностей синхронизирующих импульсов Е1—ЕЗ, D1—D4.

Назначение микроконтроллеров серии К145ИК18 и К145ИК19 с различными прошивками [ править | править код ]

Микросхемы применялись в контрольно-измерительной аппаратуре, вычислительной технике, бытовой технике, автомобильной электронике, медицинской технике, электронных часах и т. п. [3] :

  • К145ИК1801 — в контрольно-измерительных комплексах на базе К145ИК5 и К745ИК13 (Электроника МК-46, МК-64, МС 1103, МК-52 — К745ИК1801) — контроллер сопряжения вычислительных средств с датчиками контрольно-измерительного комплекса [1]
  • К145ИК1802 — управление печатающим устройством типа DK-278 в микрокалькуляторах на базе К145ИК508 (Elwro 330)
  • К145ИК1803 — для устройств ввода-вывода, сопряжение с запоминающими устройствами и с Электроника-60
  • К145ИК1805 — для управления устройством термопечати «Электроника УТП-15» в составе программируемых микрокалькуляторов
  • К145ИК1807 — одна из наиболее универсальных больших интегральных схем в семействе К145ИК18. Предназначалась для управления бытовыми приборами — стиральными машинами, холодильниками, микроволновыми печами и т. п. Имеет возможность управления работой внешних устройств с заданием времени включения-выключения и с учётом состояния программно-контролируемых датчиков[3] .

К145ИК1807 имеет 48 выводов, из которых 15 используются как входы и 24 — как выходы. Вход 20 внешней коммутации (ВК) требует подачи на него синхронизирующих импульсов частотой 50 Гц сети переменного тока. Для программирования использовался «Программатор ПУ-07». [3] . Выполнена в корпусе 244.48-5, содержит 12417 интегральных элементов. Номинальное напряжение питания −27 В ± 5 %. Выходное напряжение низкого уровня на управляющих выходах не более −1 В, на выходах СИ, Рг, ВК не более −2 В. Напряжение высокого уровня на управляющих выходах не менее −2,5 В, на выходах СИ, Рг, ВК не выше −9,5 В. Динамический ток потребления (то есть, ток потребления в режиме переключения на рабочей частоте) не более 2 мА. Входная ёмкость не более 10 пФ [4] .

Читайте так же:
Счетчик с пультом как бороться

АО "ЭНПО СПЭЛС"

Группа обеспечивает подготовку и проведение испытаний микропроцессоров, микроконтроллеров, систем на кристалле, цифровых сигнальных процессоров, тестовых цифровых и цифро-аналоговых СБИС на стойкость воздействию радиационных факторов. К числу объектов, подготовленных и испытанных группой, относятся современные микропроцессоры и системы на кристалле отечественного и зарубежного производства: высокопроизводительные системы на кристалле и микропроцессоры семейства Эльбрус производства «МЦСТ», 32-разрядные микроконтроллеры архитектуры ARM с развитой аналоговой периферией производства «ПКК Миландр», СБИС нейропроцессоров производства НТЦ «Модуль», радиационностойкие микропроцессоры с архитектурой MIPS производства НИИСИ РАН, микроконтроллеры производства НИИЭТ, современные цифровые и аналогово-цифровые сигнальные процессоры различных архитектур и производителей (Texas Instruments, Analog Devices, НТЦ «Модуль», КПП Миландр, НИИИС и др.); а также классические устройства: процессоры архитектур Intel 8086, 8088, микроконтроллеры архитектур C51, C166, ARM, AVR, PIC. Основные заказчики и производители объектов испытаний: «ПКК Миландр», НТЦ «Модуль», «МЦСТ», ОАО «Интеграл», НИИСИ РАН, ОАО «Ангстрем», НПЦ «Элвис», НИИИС, НИИЭТ, Atmel, Texas Instruments, Analog Devices, Silicon Laboratories, NXP Semiconductors, Microchip и др.

При подготовке и проведении испытаний обеспечивается измерение ряда критериальных параметров как типичных для всех КМОП цифровых схем (токи потребления в динамическом и статическом режимах, напряжения выходных логических уровней, контроль сбоев внутренней памяти, входные токи утечек), так и специфичных для исследуемого класса СБИС (в зависимости от типа схемы – контроль функционирования АЛУ, статические и динамические параметры встроенных блоков интерфейсов обмена, работа системы прерываний, таймеров-счетчиков, контроль выполнения специализированных задач (например, быстрое преобразование Фурье), точностных параметров встроенных аналого-цифровых блоков, и т.д.) Программирование микропроцессорных схем осуществляется в специализированных программных средах Keil, MCStudio, AVR Studio, MPLAB, Code Composer Studio и др. Для разработки систем автоматизации эксперимента используется ПО LabVIEW.

В область научных интересов сотрудников группы входит: исследование радиационных эффектов в функционально сложных СБИС при воздействии различных радиационных факторов, методики и алгоритмы функционального контроля различных классов цифровых СБИС при проведении радиационного эксперимента, методики контроля аналого-цифровых блоков в составе микроконтроллеров и систем на кристалле, эффекты низкой интенсивности применительно к КМОП ИС.

В ходе испытаний сложно-функциональных СБИС, таких как микропроцессоров, микроконтроллеров и СнК проводится контроль параметров-критериев годности изделий. При этом контроль функционирования для подобных СБИС является одним из важнейших.

При тестировании сложно-функциональных СБИС в ходе радиационного эксперимента нами реализуется принцип выборочного функционального контроля (ФК). Выборочный ФК базируется на обоснованном выделении и последующем тестировании наиболее критичных блоков с учетом их однотипности и рационально сочетает в себе необходимые и достаточные условия для проведения функционального контроля при радиационном эксперименте.

Методы тестирования в процессе радиационного эксперимента могут быть основаны на применении тестирования через встроенные в микросхемы блоки, такие как JTAG и BIST, а также методом самотестирования. При проведении радиационных испытаний метод самотестирования можно рекомендовать как наиболее близкий к реальной эксплуатации микросхемы в аппаратуре.

Наиболее важным критериальным параметром характеризующим дозовую деградацию, является ток потребления, в процессе работы микропроцессора или микроконтроллера. При этом динамический ток потребления может изменяться в широком диапазоне в зависимости от частоты работы и количества задействованных в программе внутренних блоков. Ниже представлена методика контроля тока потребления в процессе проведения радиационного эксперимента.

Микросхемы для счетчиков электроэнергии

ИМС для измерения электроэнергии серии ADE компании Analog Devices решают вопросы, возникающие при проектировании интеллектуальных счетчиков следующего поколения, и идеально подходят для измерения активной энергии (кВт-час), полной (кажущейся) энергии (кВА), реактивной энергии (квар), среднеквадратических значений и качества питания с наивысшей точностью в коммерческих счетчиках для однофазных и многофазных цепей, промышленных измерительных приборах и системах контроля качества электроэнергии. Эти компоненты, обладающие превосходными качеством, надежностью и характеристиками, совмещают в себе аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и специализированные ЦСП (цифровые сигнальные процессоры), комбинация которых позволяет осуществлять критические функции измерения и, в то же время, обеспечивать беспрецедентные функциональные возможности и простоту применения.

  • Микросхемы для счетчиков электроэнергии
Читайте так же:
Счетчик резервуаров для нефтепродуктов

mSure: новое решение для мониторинга состояния счетчиков и защиты прибыли

ADE9153B

Технология диагностики mSure ® позволяет осуществлять прямой и неинвазивный мониторинг точности и неисправностей счетчиков электроэнергии в режиме реального времени. Счетчики с технологией mSure в сочетании с облачным аналитическим сервисом предоставляют жилищно-коммунальным организациям показания в реальном времени, актуальные сведения о точности счетчика в течение всего срока службы, его неисправностях, а также обеспечивают усовершенствованную систему обнаружения несанкционированного доступа.

Analog Devices сотрудничает с ведущими жилищно-коммунальными организациями и производителями счетчиков, которые заинтересованы в создании электросчетчиков нового поколения, интеграции услуг облачной аналитики для мониторинга состояния счетчиков и защиты прибыли. Для получения дополнительной информации, нажмите на ссылку ниже, чтобы заполнить форму запроса.

Thank you for your interest!

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Suspendisse eget tincidunt sem, in pretium felis. Etiam rhoncus, dolor non pulvinar dictum, sapien nisi sodales leo, eu pretium urna nunc id lorem. Ut feugiat fringilla turpis eget dictum.

An ERROR has occurred

Please note that an error has occurred while trying to process your request. The system administrator has been notified of this error and will take action immediately.

No follow-up is required on your behalf

To go back to the previous page click here

We apologize for the inconvenience

Brochure

Брошюра:
Мониторинг работоспособности счетчиков в реальном времени и интеллектуальные функции для принятия решений на основе собранных данных

Узнайте о технологии диагностики счетчиков mSure компании Analog Devices и аналитическом сервисе, который обрабатывает в облаке полученные с сетевых узлов показания и работает вместе с модулями анализа состояния счетчиков и защиты прибыли .

Статья:
Реализация полного потенциала вашей инфраструктуры интеллектуального учета с диагностическими данными счетчиков

Узнайте, как максимизировать показатель возврата инвестиций системы интеллектуального учета благодаря мониторингу состояния счетчиков, используя счетчики со встроенной диагностикой и аналитический сервис, обрабатывающий в облаке полученные с сетевых узлов показания.

Веб-трансляция:
Управляйте интеллектуальными счетчиками благодаря анализу диагностических данных

Получайте информацию в режиме реального времени о состоянии всех ваших счетчиков, чтобы спланировать стратегию замены этих устройств, проверять точность, устанавливать график технического обслуживания и всегда обнаруживать несанкционированный доступ к ним.

Мониторинг состояния счетчиков и усовершенствованное обнаружение несанкционированного доступа благодаря технологии диагностики mSure ®

Посмотрите 1,5-минутный обзор микросхем, предназначенных для счетчиков электроэнергии и оснащенных новой технологией диагностики mSure компании Analog Devices, и узнайте о преимуществах для жилищно-коммунальных компаний, реализуемых благодаря использованию актуальной информации о точности счетчиков, их неисправностях и несанкционированном доступе к ним.

Похожие записи в блоге

Не «сливайте» счетчик, как воду из ванны: как продлить срок службы счетчика электроэнергии и сэкономить деньги
Опубликовано vgoltsberg, 17 октября 2017 года

Боремся с кражей электроэнергии с помощью интеллектуальных функций
Опубликовано mwilson, 10 октября 2017 года

Актуальные ресурсы по теме

Advances in Smart Electricity Meter Field Diagnostics

Не выбрасывайте свои интеллектуальные счетчики!

Проверка точности счетчиков электроэнергии с помощью технологии ADI mSure

Все ресурсы

Технические статьи
  • Novel Harmonic Analysis Method Improves Accuracy, Reduces Computation Overhead in Smart Meters
  • Высокочастотная связь и электросети: проектирование интеллектуальных электросетевых систем, которые позволяют повысить энергоэффективность
  • Технология создания микросхем и механизм обнаружения сбоев: понимание стандартов надежности может повысить качество счетчиков энергии PDF
  • Измерение энергии гармоник с помощью твердотельного счетчика энергии PDF
Вебкасты
  • Taking Control of Smart Meters with Diagnostic Data
  • How to Lower Power Consumption in Data Acquisition Systems
  • The Latest on Driving ADCs Differentially: Part 1
  • Fundamentals of Designing with Analog to Digital Converters
  • Simplify and Reduce Active Filter Design Time
Статьи по применению
  • AN-1389: Recommended Rework Procedure for the Lead Frame Chip Scale Package (LFCSP) (Rev. 0) PDF
  • AN-1152: Калибровка однофазного счетчика энергии на основе ADE7816 (Rev. 0) PDF
  • AN-1138: LINB DLL Programmer’s Guide (Rev. 0) PDF
  • AN-1127: Различия между ADE7880 и ADE7878 (Rev. A) PDF
  • AN-1118: Калибровка однофазного счетчика энергии на основе ADE7953 (Rev. B) PDF
Руководства по проектированию
  • High Speed Design Techniques, 1996
Редко задаваемые вопросы
  • Input Magic—Differential Signals Allow Input Swing to Exceed Supply Voltage
  • Resolution vs. ENOB – Still Hazy After All These Years
  • Apples and Oranges—Correlating Specifications Requires Common Test Conditions
  • Region
  • India
  • Korea
  • Singapore
  • Taiwan
  • Languages
  • English
  • 简体中文
  • 日本語
  • Руccкий
Analog Devices использует файлы cookie для повышения качества работы сайта

Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, в то время как другие являются дополнительными и нужны лишь для функциональных действий. Мы собираем данные для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную функциональность, которую может предоставить наш сайт. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть подробные сведения о файлах cookie. Узнайте больше о политике конфиденциальности.

Читайте так же:
Сбросить счетчик canon 2240

Энциклопедия электроники

Микроконтроллер (microcontroller , microcontroller unit, MCU) – интегральная микросхема, совмещающая в себе процессор, ОЗУ, ПЗУ, АЦП, ЦАП, каналы ввода/вывода, таймеры и прочее.

Классификация

В зависимости от разрядности (как правило, шины данных) микроконтроллеры бывают: 4, 8, 16, 32 битные.

В настоящее время существует большое число архитектур микроконтроллеров. Наиболее распространены МК Гарвардской архитектуры с системой команд RISC. Ниже перечислены некоторые из них:

  • AVR – семейство 8ми битных МК выпускаемые фирмой Microchip (ранее выпускались фирмой Atmel).
  • PIC – семейство 8, 16 и 32 битных МК выпускаемые фирмой Microchip.
  • SAM – семейство 32 битных МК на базе ядра ARM Cortex выпускаемые фирмой Microchip.
  • STM8 – семейство 8ми битных МК выпускаемых фирмой ST.
  • STM32 – семейство 32 битных МК на базе ядра ARM Cortex выпускаемых фирмой ST.

Семейство восьмибитных микроконтроллеров PIC делится на несколько серий:

  • PIC10 – серия самых простых микроконтроллеров в малом корпусе с сокращенной системой команд;
  • PIC12/PIC16 – наиболее массовая серия микроконтроллеров, содержит разнообразную периферию: SPI, I2C, USART, LCD, АЦП;
  • PIC18 – серия продвинутых восьмибитных микроконтроллеров в больших корпусах (от 28 до 100 выводов), содержит сложную периферию: CAN, USB, Ethernet, LCD, драйвер сенсорных кнопок.

Семейство восьмибитных микроконтроллеров AVR делится на несколько серий:

  • tinyAVR – серия микроконтроллеров в малом корпусе;
  • megaAVR – наиболее массовая серия микроконтроллеров, содержит разнообразную периферию: SPI, USART, ЦАП, PWM и т.д.;
  • XMEGA – серия продвинутых восьмибитных микроконтроллеров в больших корпусах (от 44 до 100 выводов), содержит сложную периферию: USB, DMA.

Структура

Структурная схема микроконтроллера семейства AVR приведена на рисунке.

Структурная схема микроконтроллера семейства AVR

Память программ (Program memory)

В микроконтроллере программа хранится в отдельной области памяти – память программ. Первые микроконтроллеры выпускались с однократно программируемой памятью программ. У выпускаемых в настоящее время микроконтроллеров программы хранятся в электрически перепрограммируемой памяти типа FLASH. Это позволяет обновлять программу в процессе жизненного цикла изделия. Применяемая в микроконтроллерах FLASH память допускает около 10 000 циклов записи/очистки.

Оперативная память (Data memory, SRAM)

Оперативная память микроконтроллера содержит регистры портов ввода/вывода и пользовательские регистры необходимые для выполнения программ. Например, адресное пространство оперативной памяти микроконтроллера семейства AVR Atmega8A состоит из 32 регистров общего назначения, 64х регистров портов ввода/вывода и 1024 байтов памяти.

Память данных (EEPROM)

Энергонезависимая память данных (EEPROM) предназначена для хранения данных при отсутствии питания, например, коэффициенты настройки устройства, текущий режим и т.д. В МК память данных выделена в отдельное адресное пространство. Для чтения и записи используются специальные команды. Ресурс памяти около 100 000 циклов записи/очистки.

АЛУ и регистры данных

Арифметико-логическое устройства (АЛУ) предназначено для выполнения операций с регистрами и константами. Операции могут быть арифметические, логические, операции, изменяющие счетчик команд.

Особенностью архитектуры AVR является наличие 32 регистров общего назначения: R0…R31. В архитектуре PIC предусмотрен один 8ми битный регистр, под названием W.

После выполнения операции в АЛУ происходит запись регистра статуса (в архитектурах AVR и PIC регистр называется STATUS). В нем содержится информация о выполненной информации. Отдельные биты характеризуют: флаг четности, флаг отрицательного числа, флаг нуля и т.д.

Также после выполнения команды изменяется счетчик программы: адрес в памяти программ выполняемой команды.

Тактовый генератор

Для работы АЛУ, периферии ввода/вывода, оперативной памяти необходим тактовый сигнал. В качестве источника тактового сигнала в большинстве микроконтроллеров могут выступать:

  • встроенный RC генератор;
  • внешний сигнал от генератора прямоугольных импульсов;
  • встроенный генератор от внешнего кварцевого резонатора;
  • встроенный генератор от внешней RC цепочки.

На рисунке ниже показано использование генератора от внешнего кварцевого резонатора.

Схема подключения кварцевого резонатора к микроконтроллеру ATtiny25

Встроенный RC генератор может работать на нескольких частотах. Выбор конкретной частоты осуществляется программированием специальной ячейки. Например, у МК ARV частота задается изменением прожигаемых ячеек (fuses) CKSEL.

Недостатком генераторов на RC цепочках является зависимость частоты от температуры. Для применений где требуется временная точность рекомендуется использовать внешний кварцевый резонатор.

Порты ввода/вывода

Выводы микроконтроллера могут быть настроены на прием или на выдачу логического сигнала. Направление работы вывода меняются в пользовательской программе путем изменения регистра порта ввода/вывода. На рисунке вывод PB3 работает как вход, PB0, PB1 – как выход. Применение полевых транзисторов позволяет подключать светодиоды непосредственно к микроконтроллеру.

Читайте так же:
Плата по счетчику 2015 детектив

Схема подключения к порту ввода/вывода ATtiny25

Некоторые выводы микроконтроллера кроме приема и выдачи логических сигналов могут применяться для других целей, например, вход АЦП, компаратора и т.д.

Интерфейсы связи

Шина SPI (Serial Peripheral Interface) – синхронная полнодуплексная шина. Предназначена для обмена между микроконтроллером и другими устройствами.

Протокол SPI позволяет подключать несколько ведомых устройств к одному ведущему. Для связи используется 4 линии:

  • MOSI (master output, slave input) — передача информации от ведущего устройства ведомому;
  • MISO (master input, slave output) — передача информации от ведомого устройства;
  • SCLK — тактовый сигнал;
  • SS – выбор ведомого устройства.

Шина I2C, TWI – последовательная ассиметричная шина, использующая две линии связи:

  • SDA (serial data) – линия данных;
  • SCL (serial clock) – линия тактового сигнала.

USART (Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter) – универсальный синхронный/асинхронный последовательный передатчик/приемник. Позволяет принимать/передавать данные по последовательному интерфейсу.

Схема подключения микроконтроллера ATMega8A к компьютеру по интерфейсу RS-232 через преобразователь MAX232

Счетчики/таймеры

Счетчики/таймеры предназначены для предназначены для подсчета импульсов. Источником импульсов может служить внешний сигнал или тактовый сигнал микроконтроллера.

С помощью таймеров можно осуществить задержку по времени в программе.

Блок прерываний

Прерывания необходимы для выполнения определенной программы при возникновении некоторых событий, например, изменения логического входа, переполнение счетчика, завершения передачи данных по USART и т.д.

Сторожевой таймер

Сторожевой таймер (watchdog timer) предназначен для сброса микроконтроллера при его зависаниях. Зависания могут возникнуть из-за ошибок в пользовательской программе, (переход в бесконечный цикл, переход в «пустую» область памяти программ). При переполнении сторожевого таймера осуществляется сброс микроконтроллера.

Аналогово-цифровые преобразователи преобразовывают аналоговый сигнал в цифровой. Принцип действия любого АЦП основан на сравнении входного сигнала с опорным напряжением. В качестве источника опорного напряжения может применяться внутренний источник или внешний, подключаемый к определенному выводу микроконтроллера.

Компараторы

Компараторы предназначены для сравнения двух сигналов. Принцип действия следующий: когда на положительном входе напряжение больше чем на отрицательном в специальном регистре устанавливается (логическая единица) определенный бит. При обратной ситуации бит сбрасывается (логический ноль).

Конфигурируемая логика

Блок конфигурируемой логики позволяет реализовать физическую логическую схему внутри МК. Данные блоки являются редкостью для микроконтроллеров.

Входами логической схемы могут являться: выводы МК, тактовый сигнал, биты регистров оперативной памяти. Выходами могут быть выводы МК, биты регистров оперативной памяти. Конфигурируемую логику можно настроить на выполнение простейших логических операций: И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и прочих.

Корпуса

Одна модель микроконтроллера может выпускаться в различных корпусах. Корпус DIP для монтажа в отверстия платы последнее время встречается всё реже. Ниже приведен краткий список наиболее распространенных корпусов микроконтроллеров:

  • DIP – Dual Inline Package;
  • SOIC – Small-Outline Integrated Circuit;
  • SSOP – Shrink Small Outline Package;
  • TQFP – Thin profile plastic flat package;
  • MLF – Micro Lead Frame Package.

Программирование микроконтроллеров может осуществляться на ассемблере или на языке высокого уровня Си.

Запись программ в МК

Запись программ в память микроконтроллера (программирование) осуществляется с помощью программаторов. Запись можно выполнить двумя способами: вставить микроконтроллер в панель программатора или подключить программатор к конечному устройству (внутрисхемное программирование).

Контроллеры Microchip PIC16 программируются по технологии ICSP (In-Circuit Serial Programming). По данной технологии программирование может осуществляться в готовом устройстве. Программатор имеет пять линий связи с МК:

Схема подключения программатора к микроконтроллеру PIC

Микроконтроллеры Microchip AVR можно запрограммировать параллельным и последовательным способами. Для параллельного метода необходимо: 9 (управляющие линии) + 8 (линии данных) +2 (линии питания и земли) линий связи. Параллельное программирование требует подачи напряжения 12 В в микроконтроллер.

Для последовательного метода используется интерфейс SPI: 5 линий связи. Одним из недостатков является медленная скорость по сравнению с параллельным методом и необходимость предварительного запуска МК.

Схема подключения программатора к микроконтроллеру AVR

На рисунке ниже представлен внутрисхемный USB программатор микроконтроллеров AVR. Такой программатор продается в известном китайском магазине.

Программатор микроконтроллеров AVR

Среда разработки

Разработка программ для микроконтроллеров осуществляется в интегрированной среде разработке (IDE). Для создания проектов на AVR и PIC можно воспользоваться средой: Atmel Studio 7 IDE, MPLAB X IDE, он-лайн MPLAB Xpress.

MPLAB Xpress

IDE среда разработки содержит редактор проектов, программ, компилятор, отладчик, симулятор и много другое. Также для программирования микроконтроллеров могут использоваться сторонние среды разработки.

ATmel START

Применение

Микроконтроллеры применяются во многих бытовых и промышленных устройствах, таких как стиральные машины, СВЧ печи, автосигнализации, преобразователи частоты для электродвигателей и многие другие.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector