微控制器

这个视频演示亚信电子AX58400 EtherCAT转IO-Link网关,与EtherCAT从站马达控制解决方案的基本功能。

AX58400 EtherCAT转IO-Link网关解决方案,使用AX58400 EtherCAT从站双核微控制器,并集成亚信自行开发的IO-Link主站通讯协议栈。这个方案充分利用AX58400双核心微控制器与大容量记忆体的优点,将需要同时处理八个IO-Link智能设备的IO-Link主站协议栈程序码,由高效率的Cortex-M7内核来进行处理;相对较单纯的EtherCAT从站程序码,则由可平行运作的Cortex-M4内核来处理。利用这个双核心架构的特性,可以有效降低微控制器的工作负载,提供一个更高效能的EtherCAT从站转IO-Link主站网关解决方案。 AX58400 IO-Link网关解决方案可以串接16个IO-Link网关,每个网关可以连接八个IO-Link智能设备。

AX58400 EtherCAT从站马达控制解决方案,可使用AX58400 EtherCAT从站马达控制开发板,搭配意法半导体的X-NUCLEO-IHM08M1马达驱动板,即可快速架设完成AX58400 EtherCAT从站马达控制的开发环境。

这个视频演示,在智能工厂中常见的智能传感器、智能LED讯号灯与马达的控制功能。透过AX58400 EtherCAT转IO-Link网关,利用长时间遮蔽第7个IO-Link智能传感器,来开关展示功能。遮蔽第1至第6个IO-Link智能传感器,来控制AX58400 EtherCAT从站马达控制开发板,将马达转动至对应事件号码的位置。

来源:亚信电子
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围观 19

计数器不仅具有对时钟脉冲计数功能,还具有多种输出和控制功能,通过对参数进行设置,可实现频率、转速以及计数之间的转换。

下图是计数器的原理框图,推荐采用国产爱普特的32位MCU APT32F1023F6U6为主控,该MCU最高主频48M,Flash 64k, 工作温度范围-40至+85℃,1.8至5.5V的工作电压,也被广泛应用于手持设备、PC外设、游戏和GPS平台等设备。

“爱普特32位MCU微控制器APT32F1023F6U6用于计数器,确保精确计时、计数"

APT32F1023F6U6应用于计数器有如下优势:

1、APT32F1023F6U6是一款C-Sky 32位CPU内核的32位MCU,支持单周期乘法和SWD调试。

2、APT32F1023F6U6集成有多种通信接口,包括UART、SPI、I2C、SIO接口,可满足与主机UART通信需求,使硬件设计更加简洁方便。

3、APT32F1023F6U6集成1个12位的ADC,支持最快1MSPS转换速度,可以实现对外部信号的快速,精准采样,有效提高产品的可靠性和稳定性。

4、APT32F1023F6U6集成有多种定时器,包括1个16位增强型定时器/计数器(EPT),每个TIMER支持7路PWM输出功能,其中6路可配置为互补带死区;以及1个16位通用定时器,无需外挂PWM芯片,减化硬件设计。

5、APT32F1023F6U6内置64K的Flash和4K bytes的SRAM,产品在更新换代时无需更换MCU,方便用户代码升级,缩短研发时间。

6、APT32F1023F6U6拥有96位唯一的识别码,Flash进行编程时,将此ID与软件加密协议相匹配,防止代码拷贝,可有效提高Flash代码的安全性。

值得一提的是,APT32F1023F6U6集成的多种定时器和计数器在精确计时、计数场景都非常有用。

另外,APT32F1023F6U6为国产32位MCU,供货周期短且有保障,综上所述APT32F1023F6U6非常适合计数器上的应用。

“爱普特32位MCU微控制器APT32F1023F6U6用于计数器,确保精确计时、计数"

来源:国芯思辰
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围观 25

微型打印机整机主要是指宽度小于84mm的打印机,包括POS打印机、税控打印机、ATM等设备。微型打印机也分为很多种类,其中微型热敏打印机主要由热敏打印头及其外围电路、主控制器(MCU)电路、电源供电、通讯接口电路以及人机交互五大部分组成。

本文提到的微型打印机控制系统以爱普特32位微控制器(MCU)APT32F1023E8M6为核心,芯片引脚图如下所示:

“APT32F1023E8M6管脚定义图"
APT32F1023E8M6管脚定义图

“APT32F1023E8M6微型打印机外围硬件设计"
APT32F1023E8M6微型打印机外围硬件设计

随着工业自动化的快速发展,相应的主控芯片成为趋之若鹜的一大市场,高性能的爱普特32位微控制器APT32F1023E8M6能适用于绝大部分应用。

APT32F1023E8M6在微型打印机中的主要功能:

1、APT32F1023E8M6 MCU通过控制步进电机,来实现走纸;
2、APT32F1023E8M6 MCU通过输入的数据是1或0决定发热元件是否发热,从而在热敏纸上产生要打印的点行;
3、APT32F1023E8M6 MCU通过ADC检测热敏电阻值来判断是否过热保护;
4、APT32F1023E8M6 MCU通过检测缺纸光耦输出来判断是否有纸。

“爱普特32位MCU微控制器APT32F1023E8M6助力微型打印机"

爱普特APT32F1023E8M6采用高性能的C-Sky 32位CPU内核,最高工作频率为48MHz,高速嵌入式内存(Flash最高可达64K字节,SRAM可达4K字节),并广泛集成增强型外设和I/O口。提供标准的通信接口(I2C、SPI、UART),一个12位1MSPS转换速度的ADC,2个通用16位定时器。

APT32F1023E8M6微控制器工作在-40℃至85℃温度范围,1.8V至5.5V电源电压。这些特点使得APT32F1023E8M6 32位微控制器可广泛适用于不同的产品应用中,如监测设备、A/V接收机和数字电视、PC外设、打印机、可编程控制器等。

来源:国芯思辰
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围观 25

“恩智浦全新MCX微控制器发布!四大产品系列,赋能工业与物联网边缘计算"
  • 全新MCX微控制器 (MCU) 产品组合包含四大全新产品系列,基于通用平台构建,受到恩智浦广泛采用的MCUXpresso开发工具和软件套件支持,可简化产品开发 

  • 基于Arm Cortex-M内核的MCX产品组合包含高性能MCX N系列、经过成本优化且主打模拟性能的MCX A系列、低功耗集成无线连接的MCX W系列以及超低功耗MCX L系列 

  • 全新产品组合的发布也将带来恩智浦设计的专业机器学习加速器的首秀,帮助用户在边缘实现高性能推理

恩智浦半导体正式发布全新的MCX微控制器产品组合,旨在推动智能家居、智能工厂、智慧城市以及许多新兴工业和物联网边缘应用领域的创新。该产品组合包含四大系列,基于通用平台构建,受到广泛采用的MCUXpresso开发工具和软件套件支持。基于此,开发人员可以在产品组合中充分地使用统一的软件,加快开发速度。该产品组合还首次集成了恩智浦用于加快边缘推理的新型专业化神经处理单元 (NPU),与单独的CPU内核相比,可提供高达30倍的机器学习吞吐量提升。

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由于边缘设备的迅速增加,MCU在过去几十年里发生了巨大的变化。尽管MCU是当今许多边缘应用的核心,但新一代智能应用对MCU提出了更高的要求,以帮助开发人员满足功率、性能和安全上的复杂需求,掌握各种连接选项,同时平衡系统总成本和能效。

MCX产品组合基于多项核心技术构建而成,并由统一的软件工具提供支持,从而帮助客户更加灵活地应对设计中的一系列挑战。MCX提供广泛丰富的产品组合,使得开发人员能够根据其应用需求选择适合的设备,使他们能够将精力投入设计中的其他方面。

恩智浦执行副总裁兼边缘处理技术总经理Ron Martino表示:“当我们距离750亿互联设备这个里程碑越来越近时,我们也在进入边缘计算新时代。这要求我们从根本上重新思考如何以合理方式构建一个灵活的MCU产品组合,该产品组合应具有扩展性、经过优化,并且能够成为当今以及未来几十年节能工业和物联网边缘应用的基础。凭借我们在MCU领域的丰富经验积累,这个全新的产品组合将满足实时工作负载的性能和集成要求,引领新一轮创新的浪潮。”

MCX产品组合的四大系列在设计中专注于易用性,可简化迁移的过程,并可根据需要进行设计的扩展或精简,同时通过使用统一的软件工具来尽可能减少开发成本。该产品组合基于高性能Arm Cortex-M内核,并集成了丰富的外设,以实现设计灵活性。MCX微控制器产品集成高达4MB的片上闪存、低功耗缓存和高级内存管理控制器,另外还提供高达1MB的片上SRAM,可进一步提高边缘应用的实时性能。

机器学习和运行时推理将由恩智浦的eIQ®️机器学习软件开发环境提供支持。开发人员可利用eIQ提供的易于使用的工具来训练针对NPU或CPU内核的机器学习模型,并将其部署在MCU上。根据恩智浦“设计确保安全”方法构建的MCX系列将提供具有不可变信任根和硬件加速加密的安全启动,并且特定系列还提供内置的EdgeLock®️安全子系统。

关于MCX产品组合

MCX N系列高性能微控制器,致力于提供安全性,智能化的应用,系列包含集成EdgeLock安全子系统和专用NPU的产品家族,该NPU具有高效的计算架构,可实现实时推理。

MCX A系列基准微控制器为电机控制等广泛应用提供关键功能,提供了对于客户至关重要的高精度数据转换器等高级模拟功能以及快速的上市进程,这些在应用开发,特别是成本受限的情况下,都是需要考虑的关键因素。

MCX W系列无线连接微控制器提供低功耗窄带连接,包括低功耗蓝牙。该系列旨在简化物联网设备的无线连接,通过高能效的无线连接技术,帮助延长小型互联系统的电池续航时间。

MCX L系列超低功耗微控制器为具有低功耗要求的应用而设计。与传统的MCU相比,这些器件提供业界领先的低静态和动态功耗,将有助于显著延长电池续航时间。

有关MCX系列微控制器的更多信息,请访问nxp.com/MCX或联系全球恩智浦销售代表

来源:NXP客栈
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围观 25

如今,微控制器的功能日渐强大,已经从早期的单片机转向基于SoC结构的MCU体系。在这个转变过程中,内核成为了决定一颗MCU的性能和应用场景的关键。比如我们常说MCU的位数就是根据内核来确定的,不同的内核代表了不同的MCU性能。例如,早期的8051就是8位单片机的典型内核,现在主流的Arm Cortex M系列则代表了32位MCU最常见的内核;Cortex M0+则是低功耗低成本MCU的标签;Cortex M7内核的MCU作为高性能微控制器的代表甚至可以进行部分视频处理应用,而PowerPC架构的内核则常见于汽车动力总成部分的MCU应用场景。

如何配置强大的CPU内核?

内核是一颗MCU中的主处理单元(也可以说是MCU的CPU),内核基本决定了一颗MCU半数以上的技术指标,因此对CPU内核进行配置就成为应用MCU的最关键步骤。今天我们就以东芝的TLCS-870/C1内核作为示例,带大家共同学习一下CPU整体配置的基本知识。

首先我们来认识一下微控制器的各个基本功能,如下图所示,CPU具有用于存放微控制器中各种数据和程序的存储电路以及用于执行计算的运算电路。其中各个部分功能如下。

“【微控制器基础】——CPU内核与整体配置(上)"

PSW(程序状态字):用于保存操作结果和指令执行结果状态的寄存器,由各种标志组成。

通用寄存器:用于储存数据的存储电路,根据存储电路的位置,通用寄存器分别称为W、A、B、C、D、E、H、L等。储存计算结果的地方称为累加器。在TLCS-870/C1中,W、A、B、C、D、E、H、L、IX和IY这十个寄存器具有累加器功能。

程序计数器(PC):用于储存存储器地址以读取指令的存储电路。

ALU(算术逻辑单元):用于执行计算的运算电路。

指令寄存器:用于暂时存储读取指令的存储电路。

指令解码器:对存储在指令寄存器中的指令进行解密,并将其发送到控制单元。

中断控制电路:用来控制中断功能。

在这些功能中,程序计数器(PC)是管理下一步要执行指令存储地址的寄存器。每次执行一条指令时,程序计数器指定的地址将进行+n处理(1字指令为+1,2字指令为+2)。当在中断指令等情况下,PC将存储跳转目标地址。CPU从PC读取下一条要执行指令所在的地址,并依次执行。例如,如果PC中存储了0x8020(地址),则意味着CPU正在执行地址为0x8019的指令。如果从PC读取了地址0x8020,则CPU下一步要执行指令的地址0x8021将储存在PC中。这个过程可以参考图2所示的流程示意。

“【微控制器基础】——CPU内核与整体配置(上)"

“【微控制器基础】——CPU内核与整体配置(上)"

而通用寄存器可用于各种用途,例如累加器和数据处理。TLCS-870/C1有八个8位寄存器:W、A、B、C、D、E、H和L。这八个寄存器也可以作为16位寄存器成对使用:WA、BC、DE和HL。这些组合只适用于相邻的寄存器,例如,B和E、H和E等不能组合。此外,TLCS-870/C1还有两个16位通用寄存器IX和IY。这些寄存器主要作为访问存储器时的索引寄存器。

在CPU执行指令后,会有一个标志指示存储器的内容以及计算结果的状态。PSW(程序状态字)的作用就是收集这些标志。下图是A寄存器(00111110)和B寄存器(11100000)相加的例子。计算结果(100011110)本应储存在A寄存器中。但是,由于A寄存器只能储存8位,所以将进位标设置为“1”,并将进位标志保留为发生进位的信息。因此,在A寄存器中,存储不包括最高有效位1的(00011110)作为计算结果。例如,如果计算结果是(100000000),则在进位标志中设置1,(00000000)储存在A寄存器中,所以在零标志中设置1。

“【微控制器基础】——CPU内核与整体配置(上)"

今天我们跟大家一起了解了微控制器的CPU部分功能单元和基本指令执行的知识,下一节我们将带大家一起认识另一个CPU配置的关键环节“中断处理”。请大家持续关注哦~

来源:东芝半导体
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围观 22

太阳能作为当前世界上一种清洁环保的重要可再生能源,利用太阳能进行发电可有效的改善和缓解当前全球性的能源短缺。随着社会经济和科学技术的迅速发展,清洁能源越来越受到人们的青睐,而太阳能作为一种新型的可再生无污染的清洁能源适合大规模的推广利用。

为了更充分地利用太阳能,需要选择一款具有较高稳定性的控制芯片来设计太阳能充电器,爱普特APT32F1023H8S6是一款高性能高性价比的微控制器,作为主控芯片运用于太阳能充电器系统中是一个很好的选择。

爱普特APT32F1023H8S6特性

爱普特APT32F1023H8S6是一个C-Sky 32位CPU内核的微控制器,它包含高性能的内核,高达48MHz的主频,可以有效满足性能处理要求,该芯片在市场上使用也非常广泛而且已经很成熟,可以大大减少工程师的开发难度,有效缩减开发时间。

•运行电压范围为1.8V至5.5V

•64K字节程序闪存,独立2K数据闪存

•4K字节SRAM

•12位ADC,1us转换时间,总共可达到16路通道

•支持定时器、ADC、SPI、I2C、UART、SIO外设

•通讯接口达到6路,1路I2C,3路UART,1路SPI,1路SIO

太阳能充电器应用概述

太阳能充电器以爱普特APT32F1023H8S6微控制器(MCU)为核心,充电电路采用调压调流控制芯片,宽电压的输入和自带两路反馈电路,电压电流检测部分采用电压电流控制芯片,MCU与调压调流控制芯片通过PWM脉冲控制输出电压,从而实现可调稳定的输出不同数值的电压和设置最大的充电电流,并且可以通过IIC通信读取电压电流控制芯片数据获取当前充电电流。

系统供电采用太阳电池板转化得到的电能作为供电来源,通过稳压电路进行降压获得5V电压,供5V电压需要芯片和电路使用;利用线性稳压芯片设计稳压电路进行二级降压获得3.3V电压为APT32F1023H8S6进行供电,为各电路和芯片提供稳定的电压,使电路稳定运行。

“爱普特32位微控制器APT32F1023H8S6应用于太阳能充电器,运行电压为1.8V-5.5V"

随着社会的的快速发展,相应的主控芯片成为趋之若鹜的一大市场,高性能高性价比的爱普特APT32F1023H8S6微控制器适用于绝大部分应用场景。

来源:国芯思辰
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围观 12

在上一篇文章中,我们探索了微控制器中的软件与硬件,并分析了为何微控制器的软件和硬件相辅相成缺一不可。我们知道,微控制器的硬件在出厂时是基本已经确定的,所以操控微控制器并满足不同应用的需求主要是依靠各种软件编程来实现的。今天芝子就来为大家介绍各式各样的编程语言。

数字化时代的一个重要标志就是编程语言的出现,编程语言通过转化为二进制的代码来控制整个电路的运算和状态呈现,并最终实现了数字世界的各种创新应用体验。一般来说,最基础的程序是由二进制数组成的,叫做“机器语言”,但它是一种人类难以处理的语言。为了更好地理解和使用程序,人类设计并使用了一种易于理解的编程语言,基本的编程语言有汇编语言和C语言。目前,微控制器中使用的编程语言主要是C语言。

“【微控制器基础】——完美的软硬结合(下)"

微控制器通过电信号进行操作,只能识别并输出二进制代码。而机器语言将信号“高和低(即二进制数1和0)”组合在一起,从而让微控制器“听懂”。但是由于开发者无法直接理解这种语言,因此要使用C语言或汇编语言来编写程序,再将基于C语言或汇编语言编写的程序转换为机器语言,才能达到操作微控制器的目的。目前每个微控制器厂商都有一个将C语言转换为机器语言的编译器和一个将汇编语言转换为机器语言的汇编器,这些也是微控制器软硬件中不可缺少的部分。

“【微控制器基础】——完美的软硬结合(下)"

汇编语言是最贴近机器语言的一种,它引入了与机器语言一一对应的符号字。指令的操作可以用字母和数字与符号进行关联,称为助记符。如下图的程序为例,在第一行“LD A,0x55”中,表示0x55数据被LD(加载)到A寄存器,即转移。微控制器不同,汇编语言的语法和符号也不同。因此,在使用不同的微控制器时,必须学习新微控制器的汇编语言。

“【微控制器基础】——完美的软硬结合(下)"

“【微控制器基础】——完美的软硬结合(下)"

相比于汇编语言,C语言是一种与人类语言密切相关的编程语言,其程序的指令与英语单词非常接近。而且,即使微控制器的类型不同,C语言的语法也基本相同。因此,在为不同的微控制器编写程序时,不需要学习新的编程语言。关于C语言,ISO和ANSI共同制定了标准,这就让C语言开发的程序可以只需要尽可能少的修改就移植到不同的微控制器平台上,从而成为最通用的微控制器编程语言。

总之,若想微控制器实现完美的功能匹配,还需开发者们的“软硬兼施”。在接下来的系列文章中,芝子还将为大家输出更多有关“微控制器”的相关知识,大家不要错过哦~

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【微控制器基础】——完美的软硬结合(上)

来源:东芝半导体
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围观 24

无处不在的嵌入式技术已经应用到信息社会的方方面面,其中,嵌入式微控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等特点,在这个万物互联的时代扮演着越来越重要的角色。嵌入式技术的标志就是用某种语言(如Ada、C/C++、Modula-2等)在嵌入式软硬件开发环境中进行开发。区别于传统的通用计算架构,嵌入式运行的是固化的软件,用术语表示就是固件(firmware),终端用户很难或者不可能改变固件。

微控制器就是最能体现嵌入式系统将软件和硬件紧密结合在一起的典型应用,它充分发挥了软件和硬件的各自优势,开发者不仅需要将软件的程序执行在特定的硬件和相关辅助电路上呈现出实际效果,还需要通过调节、变换软件指令,实现对有限的硬件资源进行最大化的利用,并采用相同的硬件结构满足不同用户的特定需求。可以说,如果把嵌入式系统的任务比作一个人,那么软件就是我们的意识和思维,硬件就是我们的躯体和四肢,软件和硬件是组成整个嵌入式系统不可或缺的两个部分。

我们在前面的芝识课堂中介绍了微控制器的硬件电路基础及其历史和五个要素,今天我们带大家一起走进微控制器的核心控制部分,即控制微控制器运作的软件和实际进行任务执行的硬件。如前面分析可知,在一个典型的嵌入式微控制器为核心的系统中,软件和硬件的作用是相辅相成密不可分的,要实现完整的产品系统,需要将硬件(即设备本身)与运行其功能的软件(程序)相结合,才能实现涉及的目标。

我们可以通过具体的应用案例来分析微控制器软硬件的配合分工。在一个典型的电饭煲应用中,嵌入式微控制器作为核心硬件,通过输出不同的信号,指挥着整个系统硬件执行不同的功能,在软件方面,通过编写程序,并将程序嵌入到微控制器中,对电饭煲进行控制。比如通过输出10000110代表显示煮饭的时间,输出00010001代表开始煮饭的过程,10001000代表煮饭时间结束关掉加热,而用10101010显示煮饭的实际米量等……针对不同功能的电饭煲,开发者可以通过更改程序,轻松地进行功能的增减,而无需改动电饭煲的硬件设计,从而让整个硬件方案变得更为普适。

“【微控制器基础】——完美的软硬结合(上)"

那么微控制器的操作机制是怎么样的呢?我们可以从下图中看到,程序操作微控制器时,CPU读取写入存储器中的程序,并根据指令工作,具体的流程如下:

1. CPU从指定的存储器地址读取指令;
2. 其指令在CPU中被解密;
3. 它按照指令工作。(在右侧下面的示例中,执行“数据输出到输出端口”)
这样,如果完成一个任务,就从存储器中的下一个地址读取下一条指令,然后,微控制器重复1到3的操作。

“【微控制器基础】——完美的软硬结合(上)"

“【微控制器基础】——完美的软硬结合(上)"

现在我们知道微控制器是通过预先编写的程序来进行信号输出,从而指挥系统实现不同的功能。那么,控制硬件的程序又是如何编写的呢?在下期的芝识课堂中,我们将给大家详细介绍微控制器的编程语言,敬请期待哦!

来源:东芝半导体
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