技术
单片机的选型是一件重要而费心的事,如果选型得当,则做出来的产品就会性价比较高,且工作稳定;反之,则可能会造成产品成本过高或影响产品正常运行,甚至可能根本就达不到预先设计要求。一般来说,总的选型原则是:(1)“芯片含有(功能或数量)略大于设计需求”,“设计需求尽可能(用)芯片完成(少用外围器件)”;(2)“选大(大厂)不选小,选多(供应量多)不选少,选名(名牌)不选渺(飘渺,不知详情的厂子),选廉(廉价)但要好(质量保证)”。具体要从单片机应用的技术性、实用性和开可发性等方面来考虑:
<strong>1、内存</strong>
单片机FLASH的容量根据程序的大小确定,FLASH容量必须大于代码量。举例来说,如果你的代码量大约50 KB,那么建议你选择FLASH容量为64 KB或128 KB的单片机。
学习使用单片机就是理解单片机硬件结构,以及内部资源的应用,在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置,以及实现各种功能的程序编制。
<strong>第一步:数字I/O的使用</strong>
单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的32位300M的高速单片机。
选择适合某个产品使用的微处理器是一项艰巨的任务。不仅要考虑许多技术因素,而且要考虑可能影响到项目成败的成本和交货时间等商业问题。
在项目刚启动时,人们经常压抑不住马上动手的欲望,在系统细节出台之前就准备微控制器选型了。这当然不是个好主意。
在微控制器方面做任何决策时,硬件和软件工程师首先应设计出系统的高层结构、框图和流程图,只有到那时才有足够的信息开始对微控制器选型进行合理的决策。此时遵循以下10个简单步骤可确保做出正确的选择。
<strong>步骤1:制作一份要求的硬件接口清单</strong>
<strong>十类常用电子元件</strong>
<strong>1、电阻</strong>
<strong>设计考虑两点</strong>
1)阻值
2)电阻的额定功率:计算的应用功率如果为P,那么选用的电阻要用(1.5—2)P,要留有余地
<strong>四点注意的地方</strong>
1)电源本身误差GB9706-2007规定220V允许正负10%的误差
2)元器件本身误差:电阻--5%--1%
3 ) 其他原件误差: 电容误差:20%, 10% 5%
一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容:一是系统扩展,即单片机内部的功能单元,如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。二是系统的配置,即按照系统功能要求配置外围设备,如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等,要设计合适的接口电路。
系统的扩展和配置应遵循以下原则:
1、尽可能选择典型电路,并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。
2、系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求,并留有适当余地,以便进行二次开发。
虽然嵌入式系统已经有30多年的历史,但是原来一直是隐藏在背后的,自从物联网上升为国家战略后,嵌入式系统也从后台走到前台,成为备受瞩目的一部分。
很多学者和业界人士都意识到,嵌入式系统将会迎来前所未有的发展机遇;同时,嵌入式工程师也意识到,随着时代变迁,我们自身的意识也要跟着进步。原来的嵌入式系统是孤立在一个个产品中的独立系统,而如今在物联网时代,这些独立的系统要连接成一个大网,安全性和可靠性都上升到了一个新的高度。不仅如此,嵌入式工程师的关注角度也不能再仅仅局限于技术、产品,而应该树立广义的服务意识,站在更高的角度上统筹嵌入式系统能够给物联网带来哪些服务!《单片机与嵌入式系统应用》小编,邀请到了业内的专家,一起来聊聊关于转型的那点儿事!
<strong>专家论道</strong>
芯片在电子学中是一种把电路小型化的方式,主要包括半导体设备,也包括被动组件等,并通常制造在半导体晶圆表面上。
前述将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜集成电路;另有一种厚膜混成集成电路是由独立半导体设备和被动组件,集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。
集成电路产业的特色是赢者通吃,像Intel这样的巨头,巅峰时期的利润可以高达60%。那么,相对应动辄几百、上千元的CPU,它的实际成本到底是多少呢?
<strong>摘要</strong>
微控制器工艺与技术的发展让成本越来越低,更多的产品用上了微控制器,使得“物”越来越智能化,并在ICT的推动下,电子智能化的“物”越来越多地连接到网络上,物连网络的发展让人与“物”的联系越来越紧密。
<strong>概述</strong>
嵌入式物联网开发平台是一个系统,是微控制器+物+联+网+开发平台的系统组合。
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瑞萨电子(Renesas)是全球首屈一指的微控制器供应商,瑞萨MCU全球市场占有率第一,以绝佳的品质、功能和丰富的新兴市场应用获得客户的选择与依赖。世强与瑞萨建立起了稳固的长期合作伙伴关系。世强代理的RX63N/RX631系列是瑞萨最新推出的32位微型控制器,采用LQFP、TFLGA及LFBGA封装,能够满足多种嵌入式设备的需求。
该系列MCU的最小外型尺寸仅为6×6 mm,支持48到177个引脚的封装形式,且类似封装产品之间具有针脚兼容性,可以轻松转移设计。同时世强代理的瑞萨电子还能为客户提供强大的开发环境,包括两款仿真器:低成本E1和高性能E20仿真器。
这个题目是我临时想的,不知道是否准确,一直想写一个类似的东西,希望能够引起童鞋们关注硬件并喜欢上硬件。
我是文科出生,研究生阶段才转向计算机,中间有很长一段时间都只做软件理论相关研究和一些具体的软件项目,包括编译器、电力系统监控器、软件测试工具研发等;直到2009年,才开始陆陆续续接触一些硬件项目,说是硬件项目,其实主要是一些嵌入式的项目,如世界杯前做的3G转Wifi和自己玩的一些小车和传感器等。
影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰,并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素,常会导致单片机系统运行失常,轻则影响产品质量和产量,重则会导致事故,造成重大经济损失。
形成干扰的基本要素有三个:
(1)干扰源。指产生干扰的元件、设备或信号。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
(2)传播路径。指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
(3)敏感器件。指容易被干扰的对象。如:A/D、 D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号放大器等。
1 干扰的耦合方式
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众所周知,在嵌入式系统中,微处理器用的最多的还是MCU(俗称单片机),主要原因是其性价比高、简单易学。MCU有4位、8位、16位三大系列,4位 MCU主要用在家用电器、儿童玩具领域;16位MCU则用在速度要求较高的工业控制领域;8位MCU是主流,几乎覆盖所有应用领域,其生产厂商(几十家)、产品系列(几百个)、芯片型号(几千种)都是最多的,在所有8位MCU中,51系列占一半以上。
在嵌入式系统所有处理器中,目前32位处理器虽然只占一小部分,但却是不可替代的一部分,而且是嵌入式技术未来的发展方向。32位嵌入式处理器具有如下特点:
● 运算速度高,主频高达1G以上,多总线多数据流结构,有些处理器带双核甚至多核CPU。
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关于接地的问题,说起来真的是满脸泪呀。数字和模拟设计工程师倾向于从不同角度考察混合信号器件,本文旨在说明适用于大多数混合信号器件的一般接地原则,而不必了解内部电路的具体细节。接地问题没有一本快速手册,我们并不能提供可以保证接地成功的技术列表。我们只能说忽视一些事情,可能会导致一些问题。在某一个频率范围内行之有效的方法,在另一个频率范围内可能行不通。另外还有一些相互冲突的要求。处理接地问题的关键在于理解电流的流动方式。下面介绍几种方式,供大家参考:
<strong>星型接地</strong>
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这是单片机初学者经常问的问题。对于这个问题,我想没有人敢下定论。因为每一种单片机各有所长,都适用于其所能充分发挥作用的领域,不存在优差之分。学单片机应该先学51单片机,学会了51单片机再去学其他单片机,这是学习单片机过来人的同感,也是公认的学习方法。为什么要先学51单片机?因为51单片发展最早,应用最广泛,特别是I/O口的操作非常简单,而且相关的学习资料最多、教材最成熟,学习起来得心应手,入门很快。有了这个基础再去学习其他单片机那就是小菜一碟了,只是对着芯片数据手册设置寄存器罢了,快则一两个星期,多则一个月就能掌握另一种单片机了。如果一开始就选择非51单片机学习,那将是“路漫漫其修远兮,你将艰难而求索!”
<strong>一、影响EMC的因数</strong>
<strong>1、频率</strong>
高频产生更多的发射,周期性信号产生更多的发射。在高频单片机系统中,当器件开关时产生电流尖峰信号;在模拟系统中,当负载电流变化时产生电流尖峰信号。
<strong>2、电压</strong>
电源电压越高,意味着电压振幅越大,发射就更多,而低电源电压影响敏感度。
<strong>3.接地</strong>
低功耗是MCU的一项非常重要的指标,尤其是在便携式和可穿戴设备中,其携带的电量有限,如果系统功耗高的话,就会很容易出现电量不足的情况,频繁的更换电池或充电必然会带来很差的用户体验,甚至存在一定安全问题,且高耗能的情况下,产品容易发热,严重影响产品的使用寿命。产品的低功耗是那么的重要,下面我将介绍一下NXP Kinetis L系列MCU的低功耗,看它在解决产品低功耗问题的“三板斧”。
<strong>一板斧</strong>
Cortex-M0+内核,能效比提高30%
Kinetis L系列MCU被誉为全球能效最高的32位MCU,基于当前能效最高的ARM Cortex®-M0+内核,同时采用90nmTFS技术,大大降低MCU静态功耗。
好多人说编译器只是工具,重要的在于算法和思想。
这话说的本来没错,但要有一个条件在先:那就是你真正掌握了你所用的编译器。但,真正熟悉编译器的却并不多见。当你深入了解一个编译器后,你能像用汇编一样用C,可以像汇编那样随心所欲的操作MCU!
了解一个编译器,首先应该有汇编的基础,不要求能用汇编编写程序或做过项目,但至少看的懂!不熟悉汇编的嵌入式程序员是不合格的程序员!
了解一个编译器,最好的方法是看它自带的帮助文件,至少要看过Compiler User's Guide ,至少遇到问题会想到到帮助中查找方法,虽然帮助大多是E文。
工作以来一直使用keil MDK编译器,对于这个编译器的界面以及设置大家可以在网上搜一下就找到了,今天我们主要来看一看keil MDK编译器的一些细节,看看这些细节,你知道多少。
最近无意看到论坛的一篇帖子“单片机能改变世界”。都愁死我了,口口声声说自己做工控做什么的我真想问,你们都进过工厂么?看过工业环境么?只是最多在监控室里看看而已吧。
了解工业防护等级么?了解冗余系统么?了解工业领域需要的是什么么?
实名反对上面所有认为一块单片机在工业领域能代替PLC的,你们真是实验室呆的久了不知道外面有雾霾。
一、先从基本说起,稳定性与可靠性,你一块单片机的稳定性和可靠性能比得过IP67类的产品么?懂防护等级么?看过工业恶劣现场么?看过露天野外设备作业么?
一场大雨过后又湿又潮你敢肯定你那单片机还能行?冬天零下的温度你敢保证它还能运行?我就不信了。