Kiekvienas elektroninis prietaisas, kurį naudojame kasdieniame gyvenime, yra suprojektuotas su elektros ir elektronikos projektai grandinės. Šie elektriniai irelektronikagrandinės gali būti suprojektuotos naudojant įvairias technologijas, tokias kaip vakuumasvamzdeliai- technologijos, tranzistorių technologijos, integrinių grandinių arba IC technologijos, mikroprocesorių technologijos irmikrovaldiklistechnologija. Šios technologijos gali būti įgyvendinamos naudojant atskirus elektrinius ir elektroninius komponentus, integrinius grandynus, mikroprocesorius ir mikrovaldiklius. Šiame straipsnyje aptarsime geriausią įterptųjų sistemų technologiją tarp IC technologijų ir pažangių IC technologijų, tokių kaip mikrovaldiklių IC technologijos. Tačiau pirmiausia prieš tęsdami toliau, turime žinoti, kas yra IC technologija irmikrovaldiklisIC technologija.
Įterptųjų sistemų technologijos
IC technologija
Ankstesnėmis dienomis įterptųjų sistemų įrenginiai buvo sukurti naudojant vakuuminius vamzdelius, kurie būtų labai didesnio dydžio ir brangesni. Pirmąjį taškinį kontaktinį tranzistorių John Bardeen ir Walteris Brattainas sukūrė „Bell Labs“ 1947 m. Tuomet tranzistorių išradimas sumažino ir pakeitėdidelių gabaritų branguvakuuminiai vamzdeliaikompiuteriaidizainai. Vėliautranzistoriainaudojimas sumažino grandinių dydį, nes šie tranzistoriai yra mažesnio dydžio, ekonomiški, greitesnio veikimo, patikimi ir sunaudoja labai mažai energijos. Grandinėsstatytinaudojant tranzistorius ir kt diskretūs elektroniniai komponentai vadinamos diskrečiosiomis grandinėmis.
IC technologija
Revoliuciniai pokyčiai buvo padaryti projektuojant elektros irelektronikagrandinės ir kompiuteriai, išradę integrinius grandynus arba IC technologijas. Integriniai grandynai yra labai mažo dydžio, labai patikimi, ekonomiškiausi ir labai paprasti naudoti. Ši IC technologijos koncepcija buvo įvesta 1958 m., Ir ši IC technologija miniatiūrizavo daugybę elektrinių ir elektroninių prietaisų, tokių kaip mobilieji telefonai, nešiojamieji kompiuteriai, kompiuteriai ir daugelis kitų įrenginių. Integrinę grandinę galima apibrėžti kaiprinkinyselektroninių grandinių, integruotų ant mažos puslaidininkinės medžiagos plokštės, paprastai vadinamos silicio mikroschema. Kiekvienas IC gali būti labai kompaktiškas, turintis daugybę milijardų tranzistorių ir kitų komponentų labai mažame plote.
IC technologijų kartos
Yra skirtingų integruotų grandinių kartų, klasifikuojamas pagalnumeristranzistorių naudojamas integrinio grandyno lustuose. Jie yra: mažos apimties integracija (SSI), integriniai grandynai, turintys kelias dešimtis tranzistorių. 1960-aisiais stebėta vidutinio masto integracija (MSI), integrinių grandynų lustai, turintys šimtus tranzistorių. Į1970-ieji ten buvo dideliskalės integracija (LSI), kurioje dešimtys tūkstančių tranzistorių yra integruoti į kiekvieną lustą. Devintajame dešimtmetyje buvo labai plataus masto integracija (VLSI), kai šimtai tūkstančių tranzistorių yra integruoti į kiekvieną lustą. Be to, kuriama itin didelio masto integracija (ULSI), integruota daugiau nei milijonas tranzistorių vienoje mikroschemoje, plokštelių masto integracija (WSI), sistema ant lusto (SOC) ir trijų matmenų integruotos grandinės (3D-IC). Integrinės grandinės, tokios kaip 555timer IC, 741 operaciniai stiprintuvai, CMOS, NMOS, BICMOS technologija ir pan. yra laikomi praktiniais IC technologijos pavyzdžiais.
IC tipai
Yra įvairių integruotų grandinių tipai pvz., ADC, DAC, stiprintuvai, energijos valdymo IC, laikrodžio ir laikmačio IC ir sąsajos IC, kurie naudojamidėlįvairių įterptųjų sistemų programų.
IC technologijos taikymas
Saulės įkrovos valdiklis, naudojant „IC“ technologiją, sukurta Edgefxkits.com
Ne-mikrovaldiklisremiantis saulės įkrovos valdiklis projektas yra paprastas IC technologijos taikymas. Šiame projekte pasiekiamas kontroliuojamas įkrovimo mechanizmas, kad būtų išvengtaper didelis mokestisir gilaus iškrovimo sąlygos nenaudojantmikrovaldiklis. Rinkinys operaciniai stiprintuvai yra naudojamikaip pulto įtampos ir apkrovos srovės stebėjimo lygintuvainuolat. Nurodymui naudojami žali ir raudoni šviesos diodai. Žalieji šviesos diodai naudojami rodyti visiškai įkrautą akumuliatoriaus būklę, o esant įkrovimo, perkrovimo ar giliai iškrovimo sąlygoms - raudonos šviesos diodai.
Saulės įkrovimo valdiklio grandinė, naudojant „IC“ technologiją, kurią pateikė Edgefxkits.com
Maitinimo puslaidininkinis jungiklis MOSFETyra naudojamas nupjautiapkrova, jei raudoni šviesos diodai rodo akumuliatoriaus įkrovos lygį arba perkrovos būklę. Jei žalios šviesos diodainurodytivisiškai įkrautabaterija, tada saulės energija apeinama iki manekeno apkrovos grandinėje naudojant tranzistorių. Taigi akumuliatorius yra apsaugotasformaper įkrovimą. Šis projektas gali būti dar labiau patobulintas naudojant GSM modemas irmikrovaldiklispasiekti ryšių Saulės sistemą ir valdymo patalpą, kad būtų galima stebėtisistema.
MikrovaldiklisIC
Mikrovaldiklis yra pažangus IC arba integrinis grandynas, integruotas su papildomais periferiniais įrenginiais. Programos kūrimas ir naudojimas įterptinės sistemos' programos didėja- pažangios IC technologijos, tokios kaip mikroprocesorių technologijos, irmikrovaldiklistechnologija. Tranzistorių technologijos, IC technologijos trūkumai buvo sumažinti pažangiomis IC technologijos mikroprocesorių ir mikrovaldiklių technologijomis. Mikroprocesorius integruoja kompiuterio centrinio procesoriaus (CPU) funkcijas vienoje ar keliose integrinėse grandinėse. Esuledo valdiklisvienetas gali būti traktuojamas kaip amažas kompiuterisvienoje integrinėje grandinėje, kurią sudaro nedidelis centrinis procesorius, kristalinis osciliatorius, laikmačiai, sargybinis ir analoginis įvestis / išvestis. Yra įvairių tipų registrai, pertraukimai, kurie naudojami atliekant kai kurias specifines užduotis.Mikrovaldikliaiyra skirtingų tipų, tokių kaip AVR mikrovaldiklis, PIC mikrovaldiklis ir pan. Bet paprastai 8051mikrovaldiklis IC naudojamas daugumai įterptųjų sistemų programų.
8051 mikrovaldiklis
Jei mes naudojame IC technologiją, kai kurioms užduotims atlikti įterptosiose sistemose reikalingi keli atskirų komponentų skaičiai. Jei mes naudojame pažangias IC technologijas, tokias kaipmikrovaldiklistechnologiją, tada tiesiog parašę kelias paprastas programavimo eilutes galime atlikti kelias užduotis. Taigi,numerisatskirų komponentų, grandinių dydį, sudėtingumą ir kainą įterptosiose sistemose galima sumažinti naudojantmikrovaldiklistechnologija.
Mikrovaldiklių technologijos taikymas
Saulės įkrovos valdiklis, naudojantis mikrovaldiklį, yra a tipiškas mikrovaldiklis pažangus ICtechnologija. Norint efektyviai panaudoti saulės energiją, reikia saulės apšvietimosistemos, įskaitantsaulės žibintai, saulės gatvių žibintai ir saulės namų bei sodo apšvietimo sistemos naudojamos kaimo ir miesto vietovėse. Saulės energijos sistemą daugiausia sudaro keturios pagrindinėskomponentai: fotoelektrosmodulis, įkraunama baterija, apkrovos ir saulės įkrovos valdiklis.
Saulės įkrovos valdiklis, naudojant mikrovaldiklio technologiją
Saulės energijos sistemos su keturiais pagrindiniais blokais schema naudojantmikrovaldiklistechnologija parodyta paveiksle. Tarp šių keturių komponentų apsvarstykite saulės įkrovos valdiklį, naudojant mikrovaldiklį, kuris vaidina svarbų vaidmenį didinant bendrą saulės energijos sistemos našumą. Aparatūros komponentai, naudojamisaulės įkrovos valdiklio grandinėyra AT89C2051mikrovaldiklis, serijos ADC0831, įtampos reguliatorius IC7805 , maitinimo puslaidininkių jungiklis MOSFET, LCD ekranas, įkraunama baterija, įkrovimo valdymas, nuo sutemų iki aušros jutiklis ir apkrovos valdymas.
Baterijayra naudojamas 5 V nuolatinės srovės reguliuojamam maitinimo šaltiniui įjungtimikrovaldikliskuris naudojamas akumuliatoriaus įtampai stebėti naudojant ADC.Įtampa0V-20V yra sumažintas iki V-5V, naudojant potencialų daliklį su rezistoriaus išdėstymu, padarytu ADC 2 kaištyje, ir šios vertės rodomos LCD ekrane. Taikant lygiagretaus reguliavimo metodiką, įkrovimo srovei leidžiama tekėti įbaterijair nustoja krauti akumuliatorių, jei akumuliatorius yra visiškai įkrautas. Remiantis įvesties signalais, gautais iš sutemų į aušros jutiklį,mikrovaldiklisperjungia įkrovimo arba apkrovos relę. TheLCD ekranasvaldomikrovaldiklisrodyti įkrovimo pranešimą.
Saulės įkrovos valdiklio grandinė naudojant mikrovaldiklio technologiją
Jeibaterijayra visiškai įkrautas (iki14V), tadaestafetėįjungiama per MOSFET, kad būtų nutrauktas įkrovimas. Tada bus paleistas 5 minučių laikmatispateikė mikrovaldiklisir skystųjų kristalų ekrane pranešimas rodomas kaip įkrautas. Jei šis laikmatis praeina, tadabaterijarelė vėl prijungiama prie saulės kolektoriaus, taigi saulės įkrovimo srovė impulsuojama tol, kolsaulės įtampayra. Jeisaulės kolektoriaus įtampakrinta žemiau zenerio diodo įtampanuo sutemų iki aušros jutiklio , tadamikrovaldiklisgauna signalą nuo sutemos iki aušros jutiklio, tada įjungia apkrovą per MOSFET ir LCD ekrane rodomas pranešimas „ĮKELTIS ĮJUNGTA“. JeiĮtampanukrenta žemiau 10 V nuo sutemų iki aušros jutiklio, tadamikrovaldiklisišjungia apkrovą perMOSFET.
Geriausia įterptųjų sistemų technologija
Šiame straipsnyje anksčiau IC technologija irmikrovaldiklisIC technologija kartu su jų pavyzdžiais,tipaiir praktiška taikymasmikrovaldiklis ir IC technologija įterptųjų sistemų programas buvo trumpai aptarti. Pirmiau aptartas saulės įkrovos valdiklis su buvusia IC technologija ir pažangiomis IC technologijomis, tokiomis kaipmikrovaldiklisIC technologija rodo abiejų technologijų skirtumus. Tai taip pat rodo, kad abi technologijos vis dar naudojamos remiantis reikalavimu. Abi technologijos turi tam tikrų pranašumų ir trūkumų, kai jos naudojamos įterptosioms sistemoms.
IC technologija sumažino grandinių dydį, palyginti su grandinių dydžiu, sukurta naudojant atskirus komponentus. PažengęsmikrovaldiklisIC technologija sumažina grandinių dydį, pakeisdama daugelį integruotų grandinių grandinėje vienumikrovaldiklio IC. Taigi grandinių, naudojančių IC technologiją, kaina yra mažesnė nei diskreto arba tranzistoriaus technologijos.MikrovaldiklisIC technologijos grandinių kaina yra mažesnė, palyginti su grandinių, sukurtų naudojant IC technologiją, kaina. Panašiai, keliems parametrų skaičiams,mikrovaldiklistechnologija yra tinkamesnė įterptosioms sistemoms, palyginti su IC technologija ir atskirų komponentų arba tranzistorių technologijomis.
Įterptinių sistemų programos, naudojančios skirtingas technologijas
Pavrodo įterptųjų sistemų programas sukurta naudojant skirtingas technologijas. Kai kurioms specifinėms įterptųjų sistemų taikomosioms sistemoms pirmenybė teikiama IC technologijai neimikrovaldiklistechnologija. Tačiau dauguma įterptųjų sistemų programų naudojamikrovaldiklistechnologija, nes ji yra pažangesnė ir turi daugiau pranašumų, palyginti su IC technologija. Be to, jums bus suteikta techninė pagalba iš „Edgefx“ technologijų renkantistam tikrą technologijąJūsų akademinio projektinio darbo atsižvelgiant į jūsų susidomėjimą įterptosiomis sistemomis.
