О микроконтролерима за почетнике - историја стварања, главне врсте и разлике

Садржај:

• Историја развоја микроконтролера

• Врсте микроконтролера

• Разлике микроконтролера

• Обука за програмирање и креирање уређаја на микроконтролерима

Опште информације о уређају микроконтролера и главни датуми

Микроконтролери су саставни део живота савремене особе. Користе се од дечјих играчака за обраду система управљања. Захваљујући употреби микроконтролера, инжењери су успели да постигну већу брзину израде и квалитет производа у готово свим областима производње.

Овај материјал је преглед кључних датума у ​​историји микроконтролера. Ово није технички водич, недостају многе суптилности и тачке.

Предуслови за појаву микропроцесора и система микроконтролера

Да бисте разумели разлоге за појаву и развој микропроцесорске технологије, погледајте карактеристике и карактеристике првих рачунара. ЕНИАЦ - први рачунар, 1946. Тежина - 30 тона, заузимала је целу собу или 85 кубних метара запремине у простору. Велико расипање топлоте, потрошња електричне енергије, стални кварови због електронских прикључака лампе. Оксиди су довели до нестанка контаката и лампа је изгубила контакт са плочом. Потребно стално одржавање.

Рачунална технологија се развила и до краја 60-их било их је око 30 хиљада у свету, укључујући универзалне рачунаре и мини-рачунаре. Минији тог времена били су величине ормара.

Успут, 1969. прототип Интернета - АРПАНЕТ (енглеска мрежа напредних истраживачких пројеката) већ је изумљен.

Паралелно са тим, развиле су се и полуводичке технологије - 1907. раде на детекторима и електролуминисценцији полуводича. У четрдесетим годинама диоде и транзистори. То је све довело до појаве интегрисане технологије. Роберт Неусс 1959. изумио је интегрисано коло (у даљем тексту ИЦ или МС).

Важно:

Интел је дао огроман допринос развоју микроконтролера. Оснивачи: Роберт Ноице, Гордон Мооре и Андрев Грове. Основано је 1968. године.

До одређеног времена компанија је производила меморијске уређаје. Први је био МС „3101“ - 64 бита, Сцхоттки - биполарна статичка РАМ меморија.

Следећи је био проналазак „4004“ - микропроцесора са 2300 п / п транзисторима у свом саставу, који нису лошије у односу на ЕНИАЦ, али мањи од дланова. И.е. величина 4004. микропроцесора била је за много реда мања.

Архитектура, програмирање, физичка реализација

Архитекта првог микропроцесора је постао - Тед Хоффкомандни системи - Стан мазор. Федерицо Фагин - дизајнирао кристал. Али у почетку, Интел није имао сва права на овај чип, и плативши 60.000 долара Бусицом-у, добио је пуна права. Убрзо је потоњи банкротирао.

Да би популаризовао и увео нове технологије, Интел је спровео и рекламну и едукативну кампању.

Након тога, други произвођачи електронике најавили су стварање таквих уређаја.

Ово је занимљиво:

4004 - 4-битни, п-МОС чип.

Следећи корак је издавање процесора 8008 у 1972. За разлику од претходног модела, више личи на модерне моделе. 8008 - 8 битни, има батерију, 6 регистара опште намене, показивач стог, 8 регистара адреса, И / О наредбе.

Догађај:

А 1973. године, измишљена је најуспешнија конфигурација микропроцесора, која је и даље класична - то је 8-битни „8080“.

Шест месеци касније, Интел је имао озбиљног конкурента - Моторолу са 6800 процесором, н-МОС технологијом, тробродном структуром са 16-битном магистралом адресе. Снажнији систем прекида, потребан му је довољан напон, а не три, као што је "8080".Поред тога, екипе су биле једноставније и краће.

До данас остаје конфронтација породица микропроцесора ових произвођача.

Убрзао је брзину и проширио могућности микропроцесора увођење 16-битних микропроцесора. Први од њих био је Интелов 8086. У ИБМ-у су коришћени за прављење првих личних рачунара.

„68000“ процесор - 16-битни одзив компаније Моторола, који се користи на АТАРИ и Аппле рачунарима

ПЦ рачунари су постали популарни за широку публику ЗКС Спецтрум. Инсталирали су процесоре "З80", компаније Синцлаир Ресеарцх Лтд. Један од главних разлога његове популарности је тај што не треба да купујете монитор, јер је Спецтрум, попут савремених конзола, био повезан са телевизором, и обичан касетофон као уређај за снимање и чување програма и података.

Микроконтролери

Микрорачунари су главни корак у масовној примјени аутоматизације рачунара у пољу контроле. Обзиром да је главни задатак аутоматизације контрола и регулација параметара, термин „контролер“ се утврдио у овом окружењу.

Након перестројке почео је активни увоз рачунарске технологије, а назив „микро-рачунари са једним чипом“ замењен је речи „микроконтролер“ (за више детаља о томе како се микроконтролер разликује од микропроцесора, погледајте овде - Намена и распоред микроконтролера).

А први патент у СССР-у за микро-рачунаре са једним чипом издат је 1971. М. Коцхрен и Г. Бооне, из компаније Текас Инструментс. Од тада, поред процесора, на силицијум кристал су смештени и додатни уређаји.

Крај седамдесетих је нови талас такмичења између Интела и Мотороле. Разлог су биле двије презентације, наиме 76 је Интел издао и8048, а Моторола само 78 - мц6801, који је био компатибилан с ранијим микропроцесором мц6800.

Након 4 године, до 80. године, Интел је објавио популарно и мирно време МК и8051. Рођење огромне породице која живи до данас. Водећи светски произвођачи производе високо модификоване микроконтролере на овој архитектури за широк спектар задатака.

За своје време имао је незамисливих 128.000 транзистора. То је било четири пута више од процесора и8086.

У 2017. и последњој деценији најчешће се налазе следеће врсте микроконтролера:

• 8-битни ПИЦ микроконтролери из Мицроцхип технологије и АВР компаније Атмел;

• 16-битни ТИ МСП430;

• 32-битни микроконтролери, АРМ архитектура. Програмери га продају разним компанијама на основу којих се производи много различитих производа.

У Совјетском Савезу технологија није стајала мирно. Научници су не само копирали најуспешнија и најзанимљивија инострана дешавања, већ су се и бавили развојем јединствених пројеката. Тако је до 1979. године у Истраживачком институту ТТ развијен К1801БЕ1, а ова микроархитектура се звала „Електроника СЦ“ и имала је 16 битова.

Погледајте такође: Врсте и распоред АВР микроконтролера

Разлике микроконтролера

Микроконтролери се могу поделити према следећим критеријумима:

• Капацитет;

• Командни систем;

• Архитектура меморије.

Дубина бита је дужина једне речи коју контролер или процесор обрађује, што је већа, бржи је микроконтролер који може обрадити велике количине података, али овај приступ није увек тачан, постављају се појединачни захтеви за сваки задатак, како у брзини, тако и у начину обраде, на пример. употреба 32-битног АРМ микропроцесора за рад на једноставним уређајима који раде са 8 битним речима можда није оправдана и погодношћу писања програма и обраде информација, као и самим трошковима.

Међутим, према статистичким подацима за 2017. годину, трошкови таквих контролера активно се смањују, а ако се настави овако, биће јефтинији од најједноставнијих ПИЦ контролера, ако постоји много већи скуп функција. Само једно није јасно - ово је маркетиншки потез и подцјењивање цијена, или стварни технолошки напредак.

Подела се дешава на:

• 8-битни

• 16-бит

• 32-битни

• 64-битни

Подела по типу командног система:

• РИСЦ архитектураили скраћени систем команди. Фокусиран је на брзо извршавање основних наредби у 1, ређе 2 машинска циклуса, а такође има велики број универзалних регистара и дужи начин приступа трајној меморији. Архитектонски за УНИКС системе;

• ЦИСЦ архитектураили потпуни систем упутстава, директан рад са меморијом, већи број упутстава, мали број регистра (оријентисаних на рад са меморијом), карактеристично је трајање упутстава од 1 до 4 машинска циклуса. Пример су Интел процесори.

Подела по врсти меморије:

• Вон Неуманн Арцхитецтуре - главна карактеристика је заједничко меморијско подручје за наредбе и податке, када се ради са таквом архитектуром као резултат грешке програмера, подаци се могу уписати у програмску меморију и даљње извршавање програма постат ће немогуће. Пријенос података и дохваћање наредби не могу се истовремено проводити из истих разлога. Дизајниран 1945.

• Харвард архитектура - Одвојена меморија података и програмска меморија, која се користила прво на Марк породичним рачунарима. Дизајниран 1944. године

Закључци

Као резултат увођења микропроцесорских система, величина уређаја је смањена, а функционалност повећана. Избор архитектуре, дубине бита, командног система, структуре меморије - утиче на крајњи трошак уређаја, јер са једном производњом разлика у цени можда није значајна, али с репликацијом може бити и више него опипљива.

Е-књига -Водич за почетнике за АВР микроконтролере

Корак по корак упутства за програмирање и креирање уређаја на АВР микроконтролерима

За инжењере електронике који су специјализовани за дизајн микроконтролерних уређаја, израз "брзи старт"". Односи се на случај када је потребно тестирати у кратком времену микроконтролер и натерати га да обавља најједноставније задатке.

Циљ је савладати технологију програмирања и брзо постићи одређени резултат без уласка у детаље. Комплетна презентација, вештине и способности ће се појавити касније у том процесу.

Да бисте научили како радити са микроконтролерима у режиму „брзог стартања“, научити како их програмирати и створити различите корисне паметне електронске уређаје, можете лако урадити користећи видео течајеве у којима су све главне тачке изложене на полицама.

Методологија брзог проучавања принципа рада са микроконтролерима заснива се на чињеници да је довољно савладати основни микро круг како би се онда поуздано направили програми за остале његове сорте. Захваљујући томе, први експерименти на програмирању микроконтролера пролазе без већих потешкоћа. Стекнувши основна знања, можете да почнете да развијате сопствени дизајн.

Тренутно, Маким Селиванов има 4 курса за креирање уређаја на микроконтролерима, изграђеним по принципу од једноставних до сложених.

1. Програмирање микроконтролера за почетнике

Курс је за оне који су већ упознати са основама електронике и програмирања, који познају основне електронске компоненте, састављају једноставне склопове, знају држати лемљење и желе да пређу на сасвим нови ниво, али непрестано одлажу овај прелаз због потешкоћа у савладавању новог материјала.

Курс је савршен за оне који су тек недавно започели своје прве покушаје учења микроконтролера, али спремни су да се одрекну свега јер то не ради или не ради, али не онако како би требало (да ли је познато?!).

Курс ће бити користан онима који већ сакупљају једноставне (или можда не баш тако) кругове на микроконтролерима, али слабо разумеју суштину како микроконтролер ради и како комуницира са спољним уређајима.

2. Програмирање микроконтролера на језику Ц

Курс је посвећен подучавању програмирања микроконтролера на Ц језику. Изразита карактеристика курса је проучавање језика на веома дубоком нивоу. Обука се одвија на примјеру АВР микроконтролера.Али, у принципу, погодан је за оне који користе друге микроконтролере.

Курс је дизајниран за обученог слушаоца. Односно, курс не покрива основне темеље рачунарске науке и електронике и микроконтролера. Али, да бисте савладали курс, требаће вам минимално знање о програмирању АВР микроконтролера на било ком језику. Знање из електронике је пожељно, али није обавезно.

Курс је идеалан за оне који су тек почели да проучавају програмирање АВР микроконтролера на Ц језику и желе да продубе своје знање. Погодно за оне који знају програмирати микроконтролере на другим језицима. Такође је погодно за обичне програмере који желе да продубе своје знање на Ц језику.

3. Израда уређаја на микроконтролерима на језику Ц

Овај курс је за оне који не желе да ограниче свој развој на једноставне или готове примере. Курс је савршен за оне који требају да направе занимљиве уређаје са потпуним разумевањем како раде. Курс је погодан за оне који су већ упознати са програмирањем микроконтролера на Ц-у и оне који их програмирају већ дуже време.

Материјал за курсеве је превасходно усмерен на употребу примене. Разматране су следеће теме: радиофреквентна идентификација, репродукција звука, бежична размјена података, рад с ТФТ екранима у боји, додирни екран, рад с датотечним системом ФАТ СД картице.

4.Програмирање НЕКСТИОН дисплеја

НЕКСТИОН дисплеји су програмибилни дисплеји са екраном осетљивим на додир и УАРТ за стварање различитих интерфејса на екрану. За програмирање се користи веома погодно и једноставно развојно окружење које вам омогућава да креирате чак и врло сложене интерфејсе за разне електронике у само неколико вечери! Све команде се преко УАРТ интерфејса преносе на микроконтролер или рачунар. Материјал за курсеве састављен је од једноставног до сложеног.

Овај курс је дизајниран за оне који имају барем мало искуства у програмирању микроконтролера или ардуино-а. Курс је савршен за оне који су већ покушали да проуче приказеНектион. Научићете много нових информација са курса, чак и ако мислите да сте добро проучили екран!