3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Маркировка AVR микроконтроллеров, какой чип выбрать для первого знакомства

AT — с данного префикса начинается название микроконтроллера и о но обозначает изготовителя ATMEL, очень просто запомнить.

Слова «tiny«, «mega«, «xmega» — следует после AT и обозначает семейство микроконтроллеров. Для примера маркировка «ATmega» — означает чип от фирмы ATMEL семейства «mega».

Рис. 1. Строка с маркировкой AVR микроконтроллера.

В большинстве случаев после AT(tiny, mega, xmega) следуют цифры (1, 2, 4, 8, 16, 32, 48 — степень двойки) что указывают на размер встроенной Flash-памяти в кБ, которая нужна для сохранения рабочей программы.

Оставшиеся цифры после размера флешь-памяти обозначает версию(модификацию).

После цифр может присутствовать буква что обозначает режим питания микроконтроллера:

  • L — работа при пониженном (Low) напряжении питания 2,7 вольта (2,7-5,5В), но при этом максимальная частота может достигать 8 МГц;
  • V — возможна работа при напряжении питания 1,8 вольта (1,8-5,5В);
  • U — возможна работа при напряжении питания 0,7 вольта (0,7-5,5В);
  • P — энергоэконромичная версия с потреблением тока до 100 нА в режиме Power-down, изготовлен по технологии picoPower;
  • A — специальная версия с заниженным энергопотреблением, напряжение питания 1,8-5,5В.

Важно! Если же буквы после цифр нет, то это означает что стандартное питание чипа — 5В, а точнее диапазон 4,5-5,5В.

После обозначения семейства, памяти, модели и параметров питания через дефис может обозначаться: максимальная частота, параметры корпуса, особенности покрытия ножек и температурный режим микроконтроллера.

Цифры после дефиса обозначают максимальную рабочую частоту кристалла (1, 2, 4, 8, 16 — степень двойки).

После частоты следуют буквы, что обозначают корпус микроконтроллера:

  • A — в корпусе TQFP;
  • C — в корпусе CBGA;
  • CK — в корпус LGA;
  • J — в корпусе PLCC;
  • M — в корпусе MLF;
  • MA — в корпусе UDFN/USON;
  • P — в корпусе DIP (PDIP);
  • S — в корпусе EIAJ SOIC;
  • SS — в узком корпусе JEDEC SOIC;
  • T — в корпусе TSOP;
  • TS — в корпусе SOT-23;
  • X — в корпусе TSSOP.

Буква, что следует после, обозначает температурные характеристики микросхемы, а также дополнительные свойства:

  • А — диапазон температур (от -20 °C до +85 °C), использование бессвинцового припоя
  • С — коммерческий (Commercial) диапазон температур (от 0 °C до 70 °C)
  • D — расширенный автомобильный диапазон температур (от -40 °C до +150 °C)
  • F — расширенный диапазон температур (от -40 °C до +125 °C)
  • H — индустриальный диапазон температур (от -40 °C до +85 °C), с использованием NiPdAu (Nickel-Palladium-Gold)
  • I — индустриальный (Industrial) (от -40 °C до +85 °C)
  • N — расширенный диапазон температур (от -40 °C до +105 °C), использование бессвинцового припоя
  • R — упаковка в ленты для автоматизированных систем сборки.
  • U — индустриальный (indUstrial) диапазон температур (от -40 °C до +85 °C), использование бессвинцового припоя
  • Z — автомобильный диапазон температур (от -40 °C до +125 °C)

Рассмотрим несколько примеров:

  • ATtiny10 — МК семейства tiny с 1KB Flash-памяти;
  • ATtiny13 — МК семейства tiny с 1KB Flash-памяти, модификация 3;
  • ATtiny84A — МК семейства tiny с 8KB Flash-памяти, модификация 4, с низким энергопотреблением, питание 1,8-5,5В;
  • ATmega164A — МК семейства mega с 16KB Flash-памяти, модификация 4, с низким энергопотреблением, питание 1,8-5,5В;
  • ATmega64 — МК семейства mega с 64KB Flash-памяти;
  • ATmega8A-PU — МК семейства mega с 8KB Flash-памяти, с низким энергопотреблением, питание 1,8-5,5В, в корпусе DIP, индустриальный (indUstrial) диапазон температур (от -40 °C до +85 °C), использование бессвинцового припоя;

Рис. 2. Пример маркировки AVR микроконтроллера.

Выше представлен базовый принцип маркировки, некоторые модели AVR микроконтроллеров могут маркироваться по другому принципу.

В любом случае следует детально изучить характеристики микроконтроллера в даташите (datasheet) чтобы узнать о его особенностях и возможностях, которые могут быть и не указаны в маркировке чипа.

  • 1 История
  • 2 Описание
    • 2.1 Настраиваемые аналоговые и цифровые блоки
    • 2.2 Программируемая маршрутизация и межсоединения
  • 3 Серии
    • 3.1 Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE)
  • 4 Средства разработки
    • 4.1 PSoC Designer
    • 4.2 PSoC Creator
  • 5 Внешние ссылки
    • 5.1 Официальная документация PSoC
    • 5.2 Другие

В 2002 году Cypress начала коммерческие поставки PSoC 1. [1] В целях содействия PSoC, Cypress стала спонсором «PSoC Design Challenge» в журнале Circuit Cellar в 2002 и 2004. [2]

В апреле 2013 года , Cypress выпустила четвертое поколение PSoC 4. PSoC 4 имеет 32-битный ARM Cortex-M0 CPU, с программируемыми аналоговыми блоками (операционные усилители и компараторы), программируемыми цифровыми блоками (PLD на основе UDBs), программируемой маршрутизацией и гибкий GPIO (путь любой функции к любому выводу), последовательный блок связи (для SPI, UART, I²C), счетчик, ШИМ блок, таймер и многое другое. [3]

Также PSoC, используя ёмкостный датчик, управляет сенсорным колесом прокрутки на Apple iPod.

В 2014 году Cypress расширила семейство PSoC 4 путем интеграции Bluetooth Low Energy радио вместе с PSoC 4-M0 на основе Cortex SoC в едином монолитном кристалле.

Характеристики

Все эти (и не только эти) микроконтроллеры выполнены на чипсете ESP8266EX, а следовательно, характеристики у них одинаковые:

  • Протоколы: 802.11 b/g/n/e/i.
  • Диапазон частот: 2.4 ГГц – 2.5 ГГц.
  • Процессорное ядро: Tensilica L106 32 разряда.
  • Диапазон напряжений питания: 2.5 В – 3.6 В.
  • Среднее потребление тока: 80 мA.
  • Режимы WiFi: Station/SoftAP/SoftAP+Station.
  • Безопасность: WPA/WPA2.
  • Шифрование: WEP/TKIP/AES.
  • Обновление прошивки: через UART, по радиоканалу (OTA — Other The Air).
  • Сетевые протоколы: IPv4, TCP/UDP/HTTP/FTP.
  • Поддержка WiFi Direct (P2P), P2P Discovery, P2P GO (Group Owner) mode, GC (Group Client) mode, P2P Power Management.
  • Встроенные аппаратные ускорители: CCMP (CBC-MAC, режим счётчика), TKIP (MIC, RC4), WAPI (SMS4), WEP (RC4), CRC.
  • Поддержка LUA-скриптов.

Новости IT компаний
Обсуждения, Форум

  1. Главная
  2. Статьи
  3. Современные IoT контроллеры и микрокомпьютеры

21 октября, 18:32

Если вам необходимо собрать проект IoT и вы сталкиваетесь с выбором аппаратной платформы для стороны клиента, существует широкий выбор плат и решений для построения эффективной и недорогой системы с использованием готовых модулей.

Давайте рассмотрим некоторые из доступных решений для плат микроконтроллеров и микрокомпьютеров, которые в настоящее время довольно распространены и доступны на различных рынках. Помните, что микрокомпьютеры используют операционные системы, а микроконтроллеры используют микропрограмму на C или другой язык, скомпилированный кодом процессора.

Что такое микроконтроллер?

Микроконтроллер — это микрочип или плата с микрочипом для решения клиентских частей IoT-проектов. Обычно вы можете программировать микроконтроллеры с помощью языка программирования высокого уровня, такого как C, C ++, Python и т.д. Некоторые проекты в IoT проще всего решить на микроконтроллерах. Они поддерживают множество стандартов ввода и вывода, работают с меньшим энергопотреблением и стоят дешевле по сравнению с микрокомпьютерами. Недостатком является меньшая вычислительная мощность и отсутствие операционной системы по умолчанию. Наиболее популярными микроконтроллерами являются Atmel, STM, ESP (или, например, платы Arduino), ESP8266, ESP32 и т.д.

Читать еще:  Лабораторный источник постоянного напряжения из блока питания компьютера

Что такое микрокомпьютер?

Микрокомпьютер обычно представляет собой систему на чипе, включая классическую архитектуру фон Неймана с центральным процессором, видеокартой, оперативной памятью, сетями WiFI / Bluetooth и портами ввода-вывода. Современные микрокомпьютеры используют такие операционные системы, как Linux и Windows. Как правило, микрокомпьютеры имеют большую вычислительную мощность, чем микроконтроллеры, видеовыход на HDMI, высокоскоростной Wi-Fi и Bluetooth, подключение к картам флэш-памяти и M.2 и т.д. Недостатком микрокомпьютеров является более высокая цена и более высокое энергопотребление по сравнению с микроконтроллерами. Микрокомпьютеры используются в проектах IoT, если вам необходимо выполнять задачи высокого уровня, включая потоковое видео, сложные информационные системы, мини-серверы и т.д.

Как выбрать IoT контроллер для вашего проекта.

Как правильно выбрать аппаратное обеспечение для построения вашего IoT-решения? Это решение в первую очередь зависит от размера задач, которые должны быть выполнены на стороне клиента.

В любом случае вам необходимо сосредоточиться на лучшем качестве и дешевом решении для построения клиентской части. В настоящее время на рынке представлены довольно мощные микропроцессорные платы, которые можно легко интегрировать даже с протоколами Bluetooth и WiFi плюс HTTP.

Эти решения могут варьироваться в цене от нескольких долларов за контроллер до 35 долларов (или 50 долларов за версию с 4 ГБ памяти) на электронную плату.

ESP8266

Наиболее доступным и интересным решением является ESP8266.

Это миниатюрный WiFi-модуль на основе чипа ESP8266 со встроенным стеком протоколов TCP/IP и командами управления AT. Чип предназначен для использования в интеллектуальных розетках, ячеистых сетях, IP-камерах, беспроводных датчиках, носимой электронике и т.д.

Этот модуль поддерживает Wi-Fi-протоколы 802.11 b / g / n, Wi-Fi Direct (P2P), программную точку доступа, SDIO 2.0, SPI, UART, STBC, 1×1 MIMO, 2×1 MIMO с потреблением в режиме ожидания до 1,0 мВт (DTIM3) и имеет размеры 24,5х14 мм.

Плата успешно работает как клиент Wi-Fi, может работать как Soft-AP, и вы можете построить TCP-сервер на модуле для приема и отправки данных или TCP-клиент.

Arduino

Самая популярная платформа DIY для Интернета вещей.

Существует много типов плат Arduino, и особым преимуществом является набор различных щитов расширения с датчиками, интерфейсами, реле управления и самым широким спектром дополнительных устройств.

Arduino Mega 2560 — одна из лучших плат микроконтроллеров от Arduino, основанная на мощном чипе ATmega2560 (16 МГц). Она имеет 54 цифровых входа / выхода, 14 из которых могут работать в режиме ШИМ, 16 аналоговых входов, 4 аппаратных последовательных порта UART для связи с компьютером и другими устройствами, разъем USB и разъем внешнего питания.

Еще одним преимуществом этого решения является бесплатная Arduino IDE, с помощью которой вы можете писать микропрограммы контроллера на языке Си.

Кроме того, он имеет огромное количество наращиваемых плат расширения (GSM, GPS, PID контроллеры, датчики и т. Д.).

Если вам нужно более мощное решение, чем Arduino, вы можете использовать STM — семейство микроконтроллеров с низким энергопотреблением. Например, плата разработки STM32 Nucleo может подключать экраны от Arduino. Плата выполнена на 32-битном ARM микроконтроллере STM32F411. Nucleo — это семейство плат, поддерживающих среду онлайн-разработки mbed.

Эта специальная плата состоит из ядра контроллера Cortex-M4 100 МГц, 512 КБ памяти программ, памяти данных 128 КБ и встроенного программатора.

ESP32

ESP32 — это отличный микроконтроллер с двухъядерным 32-разрядным процессором, тактовой частотой 160 или 240 МГц и производительностью до 600 DMIPS.

Этот микроконтроллер имеет поддержку двухрежимного Bluetooth: «классический» и BLE, скорость Wi-Fi: 802.11 b/g/n до 150 Мбит/с, поддержка режима Wi-Fi: клиент, точка доступа, Wi-Fi Direct с минимальной чувствительностью составляет -98 дБм, и широкий диапазон рабочих температур: -40 ° C . + 125 ° C, при котором потребляемая мощность цепи может упасть до 5 мКа (режим глубокого сна).

Mongoose OS — это операционная система для плат микроконтроллеров, которая программируется на JavaScript или C. Это рекомендуемая платформа для систем Espressif, AWS IoT и Google Cloud IoT.

Очень интересное решение на основе ESP32 — плата M5Stack, которую можно наращивать в стеке. Это позволяет создать очень интересное приложение с соединениями GSM / Интернет, дисплеями, блоком питания и т.д. Оно работает как платы расширения Arduino, но разработано специально для ESP32.

Asus Tinker Board S (TINKER BOARD S / 2G / 16G)

ASUS Tinker Board — высокопроизводительный одноплатный компьютер от мирового бренда. Построенный на основе мощного 4-ядерного Rockchip RK3288 с ядрами Cortex-A17, он имеет графику Mali-T764. Плата Tinker оснащена 2 ГБ оперативной памяти LPDDR3, гигабитным Ethernet, встроенным WiFi и Bluetooth 4.0. Плата поддерживает аппаратное ускорение при воспроизведении видео в форматах H.264 и H.265 и имеет аудиокодек HD Audio с поддержкой форматов до 192 кГц / 24 бита.

Благодаря своим превосходным функциям ASUS Tinker Board может решать многие задачи: стать высококлассным медиацентром, игровым автоматом, домашним сервером, а также незаменимым помощником миниатюры в промышленных и развлекательных приложениях.

Плата Asus Thinker

Raspberry Pi

Raspberry Pi 3 Model B + — это микрокомпьютер от Raspberry Pi Foundation, который работает на основе обновленного 4-ядерного 64-разрядного SoC Broadcom BCM2837B0 и увеличенной тактовой частотой 1,4 ГГц. Беспроводной модуль также получил обновления: Wi-Fi стал двухдиапазонным стандартом IEEE 802.11ac и Bluetooth 4.2 BLE. Новая «малина» имеет Gigabit Ethernet, работающий через шину USB 2.0, которая обеспечит скорость передачи данных до 300 Мбит/с. В первом сохранен объем оперативной памяти — 1 ГБ ОЗУ, форм-фактор и расположение всех портов, что обеспечивает совместимость с большинством существующих аксессуаров. Raspberry Pi 3 Model B +, как и его предшественники, отличается высоким уровнем надежности, простотой настройки, огромным сообществом и высочайшим качеством исполнения.

Компьютер с размером кредитной карты стал еще меньше в версии Raspberry Pi Zero V1.3 и все еще является платой, которую вы знаете и любите, но с уменьшенным размером до 65 мм в длину и 30 мм в ширину и по очень привлекательной цене. Raspberry Pi Zero идеально подходит для создания встроенного онлайн-проекта Things (IoT). На плате Pi Zero V1.3 основные мини-разъемы и непаянные выводы GPIO расположены компактно, что позволяет использовать только то, что требуется для вашего проекта. В обновленной версии (1.3) добавлен CSI-разъем для подключения пи-видеокамер

Но это еще не все.

Недавно вышла микрокомпьютерная плата Raspberry Pi 4 с питанием USB-C, 4 ГБ памяти, возможностью подключения дисков M.2, мощным процессором, двумя micro HDMI, выводом изображения на два монитора 4K, двумя USB 3 и Гигабитный Ethernet.

Версия с 1 ГБ памяти стоит 35 долларов, а версия с 4 ГБ памяти — 55 долларов.

Raspberry Pi 4, самый большой микрокомпьютер

Это фантастическая возможность использовать Linux, Android или другую операционную систему и заменить настольный компьютер или медиацентр.

Тотальный микроконтроль. Какие бывают микроконтроллеры и как выбрать подходящий

Содержание статьи

  • PIC
  • Программирование и использование PIC
  • AVR
  • Цена и начинка
  • Программирование и использование AVR
  • ARM
  • STM8
  • STM32
  • Прошивка и программирование
  • Цена
  • Статьи в «Хакере» об STM32 и проектах на его основе
  • ESP
  • Статьи в «Хакере» о ESP32 и ESP8266
  • Выводы

Микроконтроллер (Micro Controller Unit, MCU) — микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами.

Определение выше что-то напоминает. Ах да, микропроцессор! Эти два сложных (в сравнении с остальными) электронных компонента похожи. Они обрабатывают цифровую информацию и выполняют программы. Но микроконтроллер несколько интереснее: он уже содержит оперативную память (RAM), постоянную память (ROM), память программы (Flash) и некоторую встроенную периферию. С ним легче начать работать, ему не нужно много обвязки для функционирования.

Читать еще:  Эксузян А.А. - ВЫРАЩИВАНИЕ ВИНОГРАДА. Практическое руководство (2010)

С появления в 70-х годах первых микроконтроллеров необходимость в проектировании сложного устройства отпала. Долгое время монополию на их производство держала компания Motorola, но их продукция была дороговата для обывателей. Сейчас же американские компании теснят конкуренты из Азии, которые готовы осчастливить каждого за чисто символическую сумму.

Давай вместе попробуем разобраться в современном рынке микроконтроллеров. Замечу, что говорить мы будем только о бюджетных и широко специализированных модельных линейках, то есть о тех, которые используют электронщики.

Открывает наш парад компания Microchip Technology с серией PIC. Эти МК отличаются между собой разрядностью (8/16/32), набором периферии и корпусом чипа. Восьмибитные варианты же делятся на четыре семейства: baseline, mid-range, enhanced mid-range и PIC18. Более подробная информация приведена в таблице.

Также есть 16-битные «пики» — PIC24F и DsPIC30/33F. Ну и 32-битные — PIC32MX. Эти непонятные сочетания букв и цифр — часть идентификатора чипа. То же, что и марки у машин. Например, широко распространенный камень PIC16F628A расшифровывается так: семейство PIC16F6 (Mid-range), а остальная часть имени — указатель на конкретный камень. У рассмотренных далее МК в имени может содержаться еще больше информации.

Микроконтроллер PIC16F628A

Эти микроконтроллеры имеют среднюю стоимость. Например, камень PIC6F628 в Chipdip стоит около 150 рублей, а PIC18F2550 — 620 рублей.

Более дешевые экземпляры имеют в своем составе минимум периферии. У упомянутого ранее PIC6F628 следующие характеристики: встроенный тактовый генератор для работы с частотой 4 или 8 МГц; 18 пинов, из них 16 — ввод/вывод, а 2 — питание; для работы на более высоких частотах можно подключить кварцевый резонатор; Flash-память объемом 2048 слов; 4 аналоговых входа; два 8-битных таймера и один 16-битный; 224 байта ОЗУ (самому смешно); 128 байт EEPROM (это программно перезаписываемая энергонезависимая память, вроде жесткого диска); интерфейс UART.

Программирование и использование PIC

Программируют для микроконтроллеров, как правило, на ассемблере и на Си. Есть множество сред разработки: MPASM и MPLAB, MicroC, JALedit (язык JAL, сам про него впервые слышу).

Как правило, на таких МК собирают простенькие устройства вроде мигалки или таймера. Эти контроллеры долго имели монополию на постсоветском пространстве, и в результате в интернете есть огромное множество русскоязычных сервисов и статей, посвященных этим моделям МК. При сборке устройства часто можно даже не писать прошивку, ведь она легко находится в интернете, даже в нескольких вариантах.

Вторым плюсом можно указать встроенные независимые (от тактового генератора) счетчики. Благодаря этому факту семейство зарекомендовало себя в качестве «мозгов» для частотомеров. Пара таких контроллеров лежит у меня в мастерской на черный день. Из минусов можно выделить только высокую стоимость оригинальных программаторов, которые зовутся PICkit.

PICKIT3

В интернете есть множество статей по сборке достойных аналогов таких программаторов. Но вся соль в том, что для сборки программатора тебе нужно что? Правильно, программатор. На этот случай был разработан программатор Громова. Для его сборки почти ничего не нужно, а работает он от COM-порта компьютера. На момент его разработки популярность этой серии МК была высока, да и COM-порты были у всех ПК. Сейчас все это уже редкость, так что придется преодолеть порог вхождения либо раскошелиться.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

Аппаратные возможности чипов SC1x3

Первое отличие SC1x3 от SC1x заметно сразу. Микросхемы SC123/143 выполнены в более компактном корпусе BGA177 (рис. 2) размером 27×27×5 мм.

Напряжение питания составляет 3,3 В. Расширен температурный диапазон. Стандартные серийные чипы функционируют при температуре от –25 до +85 °C. Важной характеристикой новой серии является повышенная до 96 МГц тактовая частота процессора.

Есть и более существенные изменения, которые привели к определенным изменениям как в аппаратном, так и в программном обеспечении чипа. Прежде всего, это увеличение разрядности адресной шины чипа с 20 до 24 бит. Теперь объем ОЗУ чипа расширился до 8 Мбайт.

Расширился и объем внутренней флэш-памяти — в SC123 до 2 Мбайт, в SC143 до 8 Мбайт. Во многих случаях такого объема достаточно, но не стоит забывать о возможности расширения энергонезависимой памяти за счет внешних карт памяти MMC и CompactFlash. Можно использовать карты памяти объемом до 2 Гбайт.

Особо нужно выделить коммуникационные возможности чипов серии SC1x3. Микроконтроллеры фирмы BECK IPC традиционно применялись в различных коммуникационных приложениях благодаря богатым сетевым возможностям. В новой серии чипов набор сетевых интерфейсов расширен. К ним относятся два канала сети — CAN и USB.

Подверглись изменениям и интерфейсы, имеющиеся в предыдущей серии. Теперь BECK IPC@CHIP имеет не один, а два Ethernet-интерфейса, что позволяет ему найти применение в устройствах, способных выполнять функции маршрутизаторов.

Число последовательных каналов также увеличилось вдвое. Теперь их четыре. Каждый из каналов можно использовать для построения таких интерфейсов, как RS-232 или RS-485.

Ну и последнее по поводу аппаратных возможностей чипа. Интерфейсы SPI и I 2 C отныне имеют аппаратную поддержку, что, естественно, привело к увеличению скорости передачи данных по этим каналам. В таблице приведены сравнительные данные чипов SC1x и SC1x3.

Компания BECK IPC GmbH улучшила практически все технические характеристики своих чипов. К тому же все микроконтроллеры семейства IPC@CHIP выпускаются теперь по бессвинцовой технологии.

Интегрированные функции защиты данных

Робототехника, IoT и Industry 4.0 в основном используют стандартные микроконтроллеры, созданные для промышленного и бытового применения (их общее название — «микроконтроллеры общего назначения»). Но также уже доступны и модели со встроенными функциями безопасности. Например, семейство микроконтроллеров STM32 (семейство 32-битных микроконтроллеров производства STMicroelectronics), которое имеет множество встроенных функций, обеспечивающих их защиту, в том числе:

  • защиту от кражи личных данных (защита от манипуляций, защита целостности, отслеживаемость движения продукта);
  • отказ в обслуживании данных (регулирование);
  • защиту от отслеживания и манипулирование данными и кодом (защита памяти, управление правами доступа, уровень отладки, защита от манипуляций, защита целостности, безопасные обновления прошивки);
  • защиту от физического (механического) вмешательства (защита от манипуляций на кристалле).

Эти функции в основном реализуются их интеграцией непосредственно на кристалле микроконтроллера. Они обеспечивают надежную проверку подлинности (верификацию), целостность платформы и постоянную защиту данных, включая защиту конфиденциальности конечных пользователей, а также комплексную защиту данных, IP-адресов и брендинга и отвечают самым высоким требованиям безопасности данных для стандартных продуктов. Типичные целевые приложения таких микроконтроллеров — это, например, принтеры, компьютеры, шлюзы, конечные точки IoT и различные датчики.

Описание

PSoC, интегральная схема, состоящая из сердечника, конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков, а также программируемой маршрутизации. Конфигурируемые блоки в PSoC являются самым большим отличием от других микроконтроллеров. Программирование блоков осуществляется на функциональном уровне, разработчик выбирает необходимую ему функцию из библиотеки и задает необходимые параметры работы и производит необходимую коммутацию с другими частями проекта. Такой подход позволяет достаточно быстро и легко познакомиться с микроконтроллерами PSoC и сократить временные затраты на разработку.

  • цифровые блоки основного типа для построения таймеров, счетчиков, ШИМ (Basic);
  • цифровые блоки для построения коммуникационных периферийных узлов UART, SPI, IRDA (Comm);
  • аналоговые блоки для построения усилителей, компараторов и других линейных устройств (CT);
  • аналоговые блоки на переключаемых конденсаторах для построения фильтров, ЦАП, АЦП (SCA, SCB).
Читать еще:  Горячая вода круглый год

PSoC имеет три отдельных пространства памяти: выгружаемого SRAM для данных, флэш — памяти для инструкций и фиксированных данных, а также регистры ввода / вывода для управления и доступа к конфигурируемым логическим блокам и функциям. Устройство создается с использованием SONOS технологии.

PSoC напоминает ASIC : блокам может быть назначен широкий спектр функций связанных между собой на чипе. В отличие от ASIC, нет никакого специального производственного процесса, необходимо просто создать пользовательскую конфигурацию — запустить код , который создается с помощью PSoC Designer Cypress (для PSoC 1) или PSoC Creator (для PSoC 3/4/5) IDE .

PSoC напоминает FPGA в том , что при включении питания он должен быть настроен, но эта настройка происходит при загрузке инструкций из встроенной флэш-памяти.

PSoC наиболее близко напоминает микроконтроллер в сочетании с PLD и программируемым аналогом. Код выполняется для взаимодействия с заданными пользователем периферийными функциями ( так называемые «компоненты»), используя автоматически сгенерированные API — интерфейсов и обработки прерываний. PSoC Designer или PSoC Creator генерируют код конфигурации запуска.

Настраиваемые аналоговые и цифровые блоки

Используя настраиваемые аналоговые и цифровые блоки, разработчики могут создавать и изменять встраиваемые приложения смешанных сигналов. Цифровые блоки являются автоматами, настроеные с помощью блоков регистров. Есть два типа цифровых блоков, цифровые строительные блоки (DBBxx) и цифровые коммуникационные блоки (DCBxx). Только коммуникационные блоки могут содержать последовательные пользовательские модули ввода / вывода, такие как SPI, UART и т.д.

Каждый цифровой блок считается 8-битным ресурсом, который разработчики могут настроить с использованием предварительно встроенных цифровых функций или пользовательских модулей (UM), или путем объединения блоков, превратить их в 16-, 24- или 32-разрядные ресурсы.

Есть два типа аналоговых блоков. Блоки непрерывного времени (CTB) состоят из схемы ОУ и обозначены как ACBxx где хх является 00-03. Другой тип — блоки переключающей головки (SCB), которые позволяют протекать сложным аналоговым сигналам и обозначаются ASCxy где х строка и у столбец аналогового блока. Разработчики могут модифицировать и персонализировать каждый модуль в любую конструкцию.

Программируемая маршрутизация и межсоединения

Гибкая маршрутизация PSoC массивов смешанных сигналов позволяет разработчикам направлять сигналы в и из контактов ввода / вывода более свободно, чем со многими конкурирующими микроконтроллерами. Глобальные шины позволяют мультиплексирование сигнала и выполнение логических операций. Cypress предполагает, что это позволяет разработчикам менять конструкцию и делать улучшения легче и быстрее и с меньшим количеством модернизаций печатных плат, чем подход цифрового логического затвора или конкурирующих микроконтроллеров с фиксированным количеством функциональных контактов.

Тотальный микроконтроль. Какие бывают микроконтроллеры и как выбрать подходящий

Содержание статьи

  • PIC
  • Программирование и использование PIC
  • AVR
  • Цена и начинка
  • Программирование и использование AVR
  • ARM
  • STM8
  • STM32
  • Прошивка и программирование
  • Цена
  • Статьи в «Хакере» об STM32 и проектах на его основе
  • ESP
  • Статьи в «Хакере» о ESP32 и ESP8266
  • Выводы

Микроконтроллер (Micro Controller Unit, MCU) — микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами.

Определение выше что-то напоминает. Ах да, микропроцессор! Эти два сложных (в сравнении с остальными) электронных компонента похожи. Они обрабатывают цифровую информацию и выполняют программы. Но микроконтроллер несколько интереснее: он уже содержит оперативную память (RAM), постоянную память (ROM), память программы (Flash) и некоторую встроенную периферию. С ним легче начать работать, ему не нужно много обвязки для функционирования.

С появления в 70-х годах первых микроконтроллеров необходимость в проектировании сложного устройства отпала. Долгое время монополию на их производство держала компания Motorola, но их продукция была дороговата для обывателей. Сейчас же американские компании теснят конкуренты из Азии, которые готовы осчастливить каждого за чисто символическую сумму.

Давай вместе попробуем разобраться в современном рынке микроконтроллеров. Замечу, что говорить мы будем только о бюджетных и широко специализированных модельных линейках, то есть о тех, которые используют электронщики.

Открывает наш парад компания Microchip Technology с серией PIC. Эти МК отличаются между собой разрядностью (8/16/32), набором периферии и корпусом чипа. Восьмибитные варианты же делятся на четыре семейства: baseline, mid-range, enhanced mid-range и PIC18. Более подробная информация приведена в таблице.

Также есть 16-битные «пики» — PIC24F и DsPIC30/33F. Ну и 32-битные — PIC32MX. Эти непонятные сочетания букв и цифр — часть идентификатора чипа. То же, что и марки у машин. Например, широко распространенный камень PIC16F628A расшифровывается так: семейство PIC16F6 (Mid-range), а остальная часть имени — указатель на конкретный камень. У рассмотренных далее МК в имени может содержаться еще больше информации.

Микроконтроллер PIC16F628A

Эти микроконтроллеры имеют среднюю стоимость. Например, камень PIC6F628 в Chipdip стоит около 150 рублей, а PIC18F2550 — 620 рублей.

Более дешевые экземпляры имеют в своем составе минимум периферии. У упомянутого ранее PIC6F628 следующие характеристики: встроенный тактовый генератор для работы с частотой 4 или 8 МГц; 18 пинов, из них 16 — ввод/вывод, а 2 — питание; для работы на более высоких частотах можно подключить кварцевый резонатор; Flash-память объемом 2048 слов; 4 аналоговых входа; два 8-битных таймера и один 16-битный; 224 байта ОЗУ (самому смешно); 128 байт EEPROM (это программно перезаписываемая энергонезависимая память, вроде жесткого диска); интерфейс UART.

Программирование и использование PIC

Программируют для микроконтроллеров, как правило, на ассемблере и на Си. Есть множество сред разработки: MPASM и MPLAB, MicroC, JALedit (язык JAL, сам про него впервые слышу).

Как правило, на таких МК собирают простенькие устройства вроде мигалки или таймера. Эти контроллеры долго имели монополию на постсоветском пространстве, и в результате в интернете есть огромное множество русскоязычных сервисов и статей, посвященных этим моделям МК. При сборке устройства часто можно даже не писать прошивку, ведь она легко находится в интернете, даже в нескольких вариантах.

Вторым плюсом можно указать встроенные независимые (от тактового генератора) счетчики. Благодаря этому факту семейство зарекомендовало себя в качестве «мозгов» для частотомеров. Пара таких контроллеров лежит у меня в мастерской на черный день. Из минусов можно выделить только высокую стоимость оригинальных программаторов, которые зовутся PICkit.

PICKIT3

В интернете есть множество статей по сборке достойных аналогов таких программаторов. Но вся соль в том, что для сборки программатора тебе нужно что? Правильно, программатор. На этот случай был разработан программатор Громова. Для его сборки почти ничего не нужно, а работает он от COM-порта компьютера. На момент его разработки популярность этой серии МК была высока, да и COM-порты были у всех ПК. Сейчас все это уже редкость, так что придется преодолеть порог вхождения либо раскошелиться.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector