Ukratko o IC tehnologiji za mikrokontrolere i ugrađene sustave

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Svaki elektronički uređaj koji koristimo u svakodnevnom životu osmišljen je s električnim i elektronički projekti sklopovi. Ovi električni ielektronikakrugovi se mogu dizajnirati pomoću različitih tehnologija poput vakuumacijevitehnologija, tranzistorska tehnologija, integrirani krug ili IC tehnologija, mikroprocesorska tehnologija imikrokontrolertehnologija. Te se tehnologije mogu implementirati pomoću diskretnih električnih i elektroničkih komponenata, integriranih krugova, mikroprocesora i mikrokontrolera. U ovom ćemo članku razgovarati o najboljoj tehnologiji ugrađenih sustava među IC tehnologijama i naprednoj IC tehnologiji kao što je IC tehnologija mikrokontrolera. No, prije nego što nastavimo dalje, moramo znati što je IC tehnologija imikrokontrolerIC tehnologija.

Tehnologije ugrađenih sustava

Tehnologije ugrađenih sustava



IC tehnologija

Ranijih dana uređaji s ugrađenim sustavom dizajnirani su pomoću vakuumskih cijevi, bili bi vrlo velike veličine i skuplji. Prvi točkasti kontaktni tranzistor razvili su John Bardeen i Walter Brattain u Bell Labs 1947. godine. Tada je izum tranzistora smanjio i zamijenioglomazan skupvakuumske cijevi uračunaladizajna. Nakon toga,tranzistoriupotreba je smanjila veličinu krugova, jer su ovi tranzistori manje veličine, ekonomični, brži u radu, pouzdani i troše vrlo manje energije. Kružniceizgraditipomoću tranzistora i drugog diskretne elektroničke komponente nazivaju se diskretni krugovi.


IC tehnologija

IC tehnologija



Revolucionarna promjena izvršena je u dizajniranju električni ielektronikasklopovi i računala s izumom integriranih sklopova ili IC tehnologije. Integrirani krugovi su vrlo male veličine, vrlo pouzdani, najekonomičniji i vrlo jednostavni za upotrebu. Ovaj koncept IC tehnologije predstavljen je 1958. godine, a ova IC tehnologija minijaturizirala je puno električnih i elektroničkih uređaja poput mobilnih telefona, prijenosnih računala, računala i mnogih drugih uređaja. Integrirani krug može se definirati kaopostavljenelektroničkih sklopova integriranih na maloj pločici poluvodičkog materijala, koja se obično naziva silicijski čip. Svaka IC može biti vrlo kompaktna, sadrži brojne milijarde tranzistora i drugih komponenata na vrlo malom području.

Generacije IC tehnologije

Postoje različite generacije integriranih krugova, klasificirano na temeljubrojtranzistora koristi se na čipovima s integriranim krugovima. To su: Integracija malih razmjera (SSI), integrirani krugovi koji sadrže nekoliko brojeva desetaka tranzistora. 1960-ih svjedočili smo integraciji srednjeg opsega (MSI), integriranim krugovima koji sadrže stotine tranzistora. U1970-ih bilo je velikihskala integracije (LSI), pri čemu su desetci tisuća tranzistora integrirani u svaki čip. Osamdesetih godina došlo je do integracije vrlo velikih razmjera (VLSI), pri čemu su stotine tisuća tranzistora integrirane na svaki čip. Nadalje, razvijaju se integracije ultra velikih razmjera (ULSI), integrirani više od milijun tranzistora po čipu, integracija oblatne (WSI), sustav na čipu (SOC) i trodimenzionalni integrirani krugovi (3D-IC). Integrirani krugovi poput 555timer IC, 741 operativna pojačala, CMOS, NMOS, BICMOS tehnologija , i tako dalje smatraju se praktičnim primjerima IC tehnologije.

Vrste IC-a

Vrste IC-a

Postoje različiti vrste integriranih sklopova poput ADC-a, DAC-a, pojačala, IC-a za upravljanje napajanjem, IC-a sata i timera te IC-sučelja koji se koristezarazne aplikacije ugrađenih sustava.

Primjena IC tehnologije

Kontroler solarnog punjenja pomoću IC-a

Solarni regulator punjenja pomoću IC tehnologije tvrtke Edgefxkits.com

Ne-mikrokontrolerzasnovan regulator solarnog punjenja projekt je jednostavna primjena IC tehnologije. U ovom se projektu postiže kontrolirani mehanizam punjenja kako bi se izbjeglo premalo punjenja,prekomjerno punjenjei uvjeti dubokog pražnjenja bez upotrebemikrokontroler. Set operativna pojačala su korištenikao komparatori za nadzor napona ploče i struje opterećenjaneprekidno. Za indikaciju se koriste zelene i crvene LED diode. Zelene LED diode koriste se za prikaz potpuno napunjenog stanja baterije, a pod napunjenim ili preopterećenim ili dubokim pražnjenjem crvene LED diode.


Krug regulatora solarnog naboja pomoću IC

Krug upravljačkog sklopa solarnog naboja pomoću IC tehnologije tvrtke Edgefxkits.com

Moćni poluvodički prekidač MOSFETkoristi se za odsijecanjeopterećenje, ako crvene LED diode ukazuju na stanje prazne baterije ili preopterećenja. Ako zelene LED diodenaznačitipotpuno napunjeno stanje odbaterija, tada se sunčeva energija zaobilazi do lažnog opterećenja u krugu pomoću tranzistora. Dakle, baterija je zaštićenaoblikpreko punjenja. Ovaj se projekt može dodatno poboljšati pomoću GSM modem imikrokontrolerpostići komunikacijski solarni sustav i kontrolnu sobu za praćenje statusasustav.

MikrokontrolerIC

Mikrokontroler je napredni IC ili integrirani krug koji je ugrađen s dodatnom perifernom opremom. Razvoj i uporaba ugrađeni sustavi aplikacije povećava ses napretkom u IC tehnologijama, poput mikroprocesorske tehnologije, imikrokontrolertehnologija. Mane tranzistorske tehnologije, IC tehnologije umanjene su naprednom tehnologijom mikroprocesora i mikrokontrolera IC tehnologija. Mikroprocesor integrira funkcije središnje procesorske jedinice računala (CPU) na jednom ili nekoliko integriranih krugova. A mmikrokontrolerjedinica može se tretirati kao amalo računalona jednom integriranom krugu koji se sastoji od male središnje procesne jedinice, kristalnog oscilatora, timera, čuvara i analognog U / I-a. Postoje različite vrste registara, prekida koji se koriste za neke specifične zadatke.Mikrokontrolerisu različitih vrsta kao što su AVR mikrokontroler, PIC mikrokontroler itd. Ali tipično 8051mikrokontroler IC se koristi za većinu aplikacija ugrađenih sustava.

8051 Mikrokontroler

8051 Mikrokontroler

Ako koristimo IC tehnologiju, potreban je višestruki broj diskretnih komponenata za obavljanje nekih zadataka u ugrađenim sustavima. Ako koristimo naprednu IC tehnologiju kao što jemikrokontrolertehnologije, tada samo pisanjem nekoliko jednostavnih redaka za programiranje možemo izvršiti više zadataka. Dakle,brojdiskretnih komponenata, veličina krugova, složenost i cijena mogu se smanjiti u ugrađenim sustavima korištenjemmikrokontrolertehnologija.

Primjena tehnologije mikrokontrolera

Solarni regulator punjenja koji koristi mikrokontroler je tipična primjena mikrokontroler napredni ICtehnologija. Da bi se sunčeva energija učinkovito iskoristila, osvjetljenje na solarni pogonsustava uključujućisolarni fenjeri, solarne ulične svjetiljke i solarni sustavi osvjetljenja kuća i vrtova koriste se u ruralnim i urbanim područjima. Solarni sustav uglavnom se sastoji od četiri glavnakomponente: fotonaponskimodul, punjiva baterija, regulator opterećenja i solarni regulator punjenja.

Kontroler solarnog punjenja pomoću tehnologije mikrokontrolera

Kontroler solarnog punjenja pomoću tehnologije mikrokontrolera

Blok dijagram solarnog sustava s četiri glavna bloka pomoćumikrokontrolertehnologija je prikazana na slici. Među ove četiri komponente uzmite u obzir regulator solarnog naboja koji koristi mikrokontroler koji igra glavnu ulogu u povećanju ukupnih performansi solarnog sustava. Hardverske komponente korištene zakrug regulatora solarnog nabojasu AT89C2051mikrokontroler, serijski ADC0831, regulator napona IC7805 , poluvodički prekidač snage MOSFET, LCD zaslon, punjiva baterija, kontrola punjenja, senzor od sumraka do zore i kontrola opterećenja.

Baterijakoristi se za osiguravanje 5V istosmjernog napajanja za napajanjemikrokontrolerkoji se koristi za praćenje napona baterije pomoću ADC-a.Naponod 0V-20V se smanjuje na V-5V pomoću potencijalnog razdjelnika s otpornim rasporedom izrađenim na zavoju 2 ADC-a i te se vrijednosti prikazuju na LCD zaslonu. Koristeći tehniku ​​paralelne regulacije, pušta se struja punjenja ubaterijai zaustavlja punjenje baterije ako je baterija potpuno napunjena. Na temelju ulaznih signala primljenih od sumraka do zore, senzormikrokontrolerprebacuje relej za punjenje ili opterećenje. TheLCD zaslonpokrećemikrokontrolerza prikaz poruke punjenja.

Krug upravljačkog sklopa solarnog naboja pomoću tehnologije mikrokontrolera

Krug upravljačkog sklopa solarnog naboja pomoću tehnologije mikrokontrolera

Ako jebaterijaje potpuno napunjen (do gore14V), daklerelejnapaja se preko MOSFET-a kako bi prekinuo punjenje. Tada će se pokrenuti tajmer od 5 minutapo mikrokontrolera LCD prikazuje poruku kao punu bateriju. Ako je tajmer istekao, tada sebaterijaje relejem ponovno spojen na solarnu ploču i tako je sunčana struja punjenja impulsna sve doksolarni naponje prisutan. Ako jenapon solarne pločepada ispod napon zener diodesenzora od sumraka do zore , ondamikrokontrolerprimi signal od senzora za sumrak do zore, zatim aktivira opterećenje putem MOSFET-a i na LCD zaslonu se prikazuje poruka load ON (Uključeno opterećenje). Akonaponpadne ispod 10V senzora od sumraka do zore, a zatimmikrokontrolerisključuje teret krozMOSFET.

Najbolja tehnologija za ugrađene sustave

U ovom su članku ranije IC tehnologija imikrokontrolerIC tehnologija zajedno sa svojim primjerima,vrste, i praktično primjenamikrokontroler i IC tehnologija u aplikacije ugrađenih sustava raspravljalo se ukratko. Gore raspravljano o regulatoru solarnog naboja s bivšom IC tehnologijom i s naprednom IC tehnologijom kao što jemikrokontrolerIC tehnologija pokazuje razlike između obje tehnologije. Također pokazuje da se obje tehnologije još uvijek koriste na temelju zahtjeva. Obje tehnologije imaju neke prednosti i nedostatke dok se koriste za ugrađene sustave.

IC tehnologija smanjila je veličinu krugova u usporedbi s veličinom kruga izgrađenog pomoću diskretnih komponenata. NaprednimikrokontrolerIC tehnologija smanjuje veličinu krugova zamjenom mnogih integriranih krugova u krugu jednimmikrokontrolera IC. Dakle, cijena krugova s ​​IC tehnologijom manja je od diskretne ili tranzistorske tehnologije.MikrokontrolerCijena krugova IC tehnologije manja je u usporedbi s cijenom krugova dizajniranih IC tehnologijom. Slično tome, za nekoliko brojeva parametara,mikrokontrolertehnologija je poželjnija za ugrađene sustave u usporedbi s IC tehnologijom i tehnologijom diskretnih komponenata ili tranzistora.

Aplikacije ugrađenih sustava koje koriste različite tehnologije

Aplikacije ugrađenih sustava koje koriste različite tehnologije

Likpokazuje aplikacije ugrađenih sustava dizajniran različitim tehnologijama. Za neke specifične primjene ugrađenih sustava IC tehnologija je poželjnija odmikrokontrolertehnologija. Ali većina aplikacija ugrađenih sustava koristimikrokontrolertehnologija, jer je naprednija i ima više prednosti u odnosu na IC tehnologiju. Nadalje, pružit će vam tehničku pomoć Edgefx tehnologija pri odabiruodređena tehnologijaza tvoj akademski projektni rad na temelju vašeg interesa za ugrađene sustave.