Každé elektronické zařízení, které používáme v každodenním životě, je navrženo s elektrickými a projekty elektroniky obvodů. Tyto elektrické aelektronikaobvody lze navrhovat pomocí různých technologií, jako je vakuumtrubkytechnologie, tranzistorová technologie, integrovaný obvod nebo IC technologie, mikroprocesorová technologie amikrokontrolértechnologie. Tyto technologie lze implementovat pomocí diskrétních elektrických a elektronických součástek, integrovaných obvodů, mikroprocesorů a mikrokontrolérů. V tomto článku budeme diskutovat o nejlepší technologii pro vestavěné systémy mezi IC technologiemi a pokročilou IC technologií, jako je IC technologie mikrokontroléru. Ale především, než budeme pokračovat dále, musíme vědět, co je IC technologie amikrokontrolérIC technologie.
Technologie vestavěných systémů
IC technologie
V dřívějších dobách byla zařízení vestavěného systému navržena pomocí elektronek, které by byly mnohem větší a dražší. První bodový tranzistor vyvinuli John Bardeen a Walter Brattain v Bell Labs v roce 1947. Poté vynález tranzistorů omezil a nahradilobjemné drahévakuové trubice vpočítačevzory. Následnětranzistorypoužití zmenšilo velikost obvodů, protože tyto tranzistory jsou menší, ekonomické, rychlejší, spolehlivé a spotřebovávají velmi málo energie. Obvodystavětpomocí tranzistorů a dalších diskrétní elektronické součástky se nazývají diskrétní obvody.
IC technologie
V designu došlo k revoluční změně elektrické aelektronikaobvodů a počítače s vynálezem integrovaných obvodů nebo IC technologií. Integrované obvody jsou velmi malé, velmi spolehlivé, nejekonomičtější a velmi snadno použitelné. Tento koncept IC technologie byl představen v roce 1958 a tato IC technologie miniaturizovala mnoho elektrických a elektronických gadgetů, jako jsou mobilní telefony, notebooky, počítače a mnoho dalších zařízení. Integrovaný obvod lze definovat jako asouborelektronických obvodů integrovaných na desce malého polovodičového materiálu, obvykle nazývané jako křemíkový čip. Každý integrovaný obvod může být velmi kompaktní a obsahuje mnoho miliard tranzistorů a dalších komponent na velmi malé ploše.
Generace IC technologie
Existují různé generace integrovaných obvodů, klasifikováno na základěčíslotranzistorů používá se na čipech integrovaných obvodů. Jsou to: Integrace malého rozsahu (SSI), integrované obvody obsahující několik desítek tranzistorů. V šedesátých letech došlo k integraci čipů integrovaných obvodů se středními měřítky (MSI), které obsahují stovky tranzistorů. v70. léta byla velkáscale integration (LSI), kde jsou na každém čipu integrovány desítky tisíc tranzistorů. V 80. letech došlo k velmi rozsáhlé integraci (VLSI), kdy jsou na každém čipu integrovány stovky tisíc tranzistorů. Dále se vyvíjí integrace ultra velkého měřítka (ULSI), integrovaný více než jeden milion tranzistorů na čip, integrace wafer-scale (WSI), systém na čipu (SOC) a trojrozměrné integrované obvody (3D-IC). Integrované obvody jako 555timer IC, 741 operační zesilovače, CMOS, NMOS, Technologie BICMOS , a tak dále jsou považovány za praktické příklady IC technologie.
Typy integrovaných obvodů
Existují různé typy integrovaných obvodů jako jsou ADC, DAC, zesilovače, integrované obvody pro správu napájení, integrované obvody hodin a časovačů a integrované obvody rozhraní, které se používajíprorůzné aplikace vestavěných systémů.
Aplikace IC technologie
Regulátor solárního nabíjení pomocí technologie IC od Edgefxkits.com
Ne-mikrokontrolérna základě regulátor solárního nabíjení projekt je jednoduchá aplikace IC technologie. V tomto projektu je dosaženo kontrolovaného mechanismu nabíjení, aby se zabránilo nedostatečnému nabití,nadměrné nabitía podmínky hlubokého vybití bez použitímikrokontrolér. Sada operační zesilovače Jsou používányjako komparátory pro monitorování napětí panelu a zatěžovacího proudunepřetržitě. Pro indikaci se používá zelená a červená LED. Zelené LED diody se používají k indikaci stavu plně nabitého akumulátoru a při nabitém, přetíženém nebo hlubokém vybití jsou indikovány červenými LED.
Obvod regulátoru solárního nabíjení využívající technologii IC od Edgefxkits.com
Výkonový polovodičový spínač MOSFETse používá k odříznutízatížení, pokud červené LED indikují stav vybití baterie nebo přetížení. Pokud jsou zelené LEDnaznačitplně nabitý stavbaterie, pak je solární energie přemostěna na fiktivní zátěž v obvodu pomocí tranzistoru. Baterie je tak chráněnaformulářpřes nabíjení. Tento projekt lze dále rozšířit o GSM modem amikrokontrolérdosáhnout komunikačního solárního systému a velínu pro monitorování stavuSystém.
MikrokontrolérIC
Mikrokontrolér je pokročilý integrovaný obvod nebo integrovaný obvod, který je zabudován do dalších periferií. Vývoj a použití vestavěné systémy' aplikace stoupá- s pokrokem v IC technologiích, jako je mikroprocesorová technologie, a -mikrokontrolértechnologie. Nevýhody tranzistorové technologie, technologie IC byly sníženy pomocí pokročilých technologií IC technologie mikroprocesorů a mikrokontrolérů. Mikroprocesor integruje funkce centrální procesorové jednotky (CPU) počítače do jednoho nebo několika integrovaných obvodů. A mmikrokontrolérjednotka může být považována za amalý počítačna jediném integrovaném obvodu, který se skládá z malé centrální procesorové jednotky, krystalového oscilátoru, časovačů, hlídacího psa a analogových I / O. Existují různé typy registrů, přerušení, které se používají pro některé konkrétní úkoly.Mikrokontroléryjsou různých typů, jako je mikrokontrolér AVR, mikrokontrolér PIC atd. Ale obvykle 8051mikrokontrolér IC se používá pro většinu aplikací vestavěných systémů.
Mikrokontrolér 8051
Pokud používáme technologii IC, je pro provedení některých úkolů ve vestavěných systémech zapotřebí několik počtů diskrétních komponent. Pokud používáme pokročilou IC technologii, jako jemikrokontrolértechnologie, pak jen napsáním několika jednoduchých programovacích řádků můžeme provádět více úkolů. To znamená, žečíslodiskrétních komponent, velikost obvodů, složitost a náklady lze ve vestavěných systémech snížit použitímmikrokontrolértechnologie.
Aplikace technologie mikrokontroléru
Regulátor solárního nabíjení pomocí mikrokontroléru je a typické použití mikrokontrolér pokročilý ICtechnologie. Chcete-li efektivně využívat sluneční energii, solární osvětlenísystémy včetněsolární lucerny, solární pouliční osvětlení a solární systémy osvětlení domů a zahrad se používají ve venkovských i městských oblastech. Solární systém se skládá hlavně ze čtyř hlavníchkomponenty: fotovoltaickémodul, dobíjecí baterie, zátěž a solární regulátor nabíjení.
Regulátor solárního nabíjení pomocí technologie mikrokontroléru
Blokové schéma solárního systému s využitím čtyř hlavních blokůmikrokontrolértechnologie je znázorněna na obrázku. Z těchto čtyř komponent zvažte solární regulátor nabíjení pomocí mikrokontroléru, který hraje hlavní roli při zvyšování celkového výkonu solárního systému. Hardwarové komponenty používané proobvod regulátoru solárního nabíjeníjsou AT89C2051mikrokontrolér, sériové ADC0831, regulátor napětí IC7805 , výkonový polovodičový spínač MOSFET, LCD displej, dobíjecí baterie, řízení nabíjení, senzor soumraku do úsvitu a řízení zátěže.
Bateriese používá k zajištění regulovaného napájení 5 V DC k napájenímikrokontrolérkterý se používá k monitorování napětí baterie pomocí ADC.Napětí0V-20V se zmenší na V-5V pomocí děliče potenciálu s uspořádáním rezistoru vytvořeného na pinu 2 ADC a tyto hodnoty se zobrazí na LCD displeji. Pomocí techniky paralelní regulace je umožněno protékání nabíjecího proudu dobateriea zastaví nabíjení baterie, pokud je baterie plně nabitá. Na základě vstupních signálů přijatých ze snímače soumraku do úsvitu,mikrokontrolérpřepne nabíjecí nebo zátěžové relé. TheLCD displejje řízenmikrokontrolérpro zobrazení zprávy o nabíjení.
Obvod regulátoru solárního nabíjení pomocí technologie mikrokontroléru
Pokudbaterieje plně nabitá (až do14V)reléje napájen přes MOSFET k přerušení nabíjení. Poté se spustí 5minutový časovačpodle mikrokontroléra LCD zobrazí zprávu jako plnou baterii. Pokud tento časovač uplynul, pakbaterieje znovu připojen k solárnímu panelu pomocí relé a solární nabíjecí proud je tak pulzován tak dlouho, jak dlouhosluneční napětíje přítomen. Pokudnapětí solárního paneluspadá pod napětí zenerovy diodysenzoru soumraku do úsvitu , pakmikrokontrolérpřijme signál ze snímače soumraku do úsvitu, poté aktivuje zátěž prostřednictvím MOSFET a na LCD displeji se zobrazí zpráva o zátěži. LiNapětíklesne pod 10 V soumraku do svítání, potémikrokontrolérvypne zátěž přesMOSFET.
Nejlepší technologie pro vestavěné systémy
V tomto článku dříve IC technologie amikrokontrolérIC technologie spolu s jejich příklady,typya praktické aplikacemikrokontrolér a IC technologie v aplikace vestavěných systémů byly krátce diskutovány. Výše diskutovaný regulátor solárního nabíjení s bývalou technologií IC a s pokročilou technologií IC, jako jemikrokontrolérTechnologie IC ukazuje rozdíly mezi oběma technologiemi. A také ukazuje, že obě technologie jsou stále používány na základě požadavku. Obě technologie mají určité výhody a nevýhody, když se používají pro vestavěné systémy.
Technologie IC snížila velikost obvodů ve srovnání s velikostí obvodů vytvořených pomocí diskrétních komponent. PokročilýmikrokontrolérTechnologie IC snižuje velikost obvodů nahrazením mnoha integrovaných obvodů v obvodu jedinýmmikrokontrolér IC. Náklady na obvody s IC technologií jsou tedy nižší než diskrétní nebo tranzistorová technologie.MikrokontrolérNáklady na obvody technologie IC jsou nižší ve srovnání s náklady na obvody navržené s technologií IC. Podobně pro několik čísel parametrů jemikrokontrolértechnologie je výhodnější pro vestavěné systémy ve srovnání s technologií IC a diskrétní komponentní nebo tranzistorovou technologií.
Aplikace vestavěných systémů využívajících různé technologie
Postavaukazuje aplikace vestavěných systémů navrženo s různými technologiemi. Pro některé konkrétní aplikace vestavěných systémů je výhodnější IC technologie nežmikrokontrolértechnologie. Ale většina aplikací vestavěných systémů využívámikrokontrolértechnologie, protože je pokročilejší a má více výhod ve srovnání s technologií IC. Při výběru vám bude navíc poskytnuta technická pomoc od technologií Edgefxkonkrétní technologiepro tebe akademická práce na projektu na základě vašeho zájmu o vestavěné systémy.
