Vsaka elektronska naprava, ki jo uporabljamo v vsakdanjem življenju, je zasnovana z električnimi in elektronski projekti vezja. Te električne inelektronikavezja je mogoče načrtovati z uporabo različnih tehnologij, kot je vakuumcevitehnologija, tranzistorska tehnologija, integrirana vezja ali IC tehnologija, mikroprocesorska tehnologija inmikrokrmilniktehnologija. Te tehnologije je mogoče izvajati z uporabo ločenih električnih in elektronskih komponent, integriranih vezij, mikroprocesorjev in mikrokrmilnikov. V tem članku bomo razpravljali o najboljši tehnologiji za vdelane sisteme med tehnologijami IC in napredni tehnologiji IC, kot je IC tehnologija mikrokrmilnika. Preden pa nadaljujemo, moramo vedeti, kaj je tehnologija IC inmikrokrmilnikIC tehnologija.
Tehnologije vgrajenih sistemov
IC tehnologija
V prejšnjih dneh so bile vgrajene sistemske naprave zasnovane z uporabo vakuumskih cevi, ki bi bile zelo večje in dražje. Prvi točkovni kontaktni tranzistor sta razvila John Bardeen in Walter Brattain v podjetju Bell Labs leta 1947. Nato je izum tranzistorjev zmanjšal in nadomestilzajetno dragovakuumske cevi vračunalnikimodelov. Nato jetranzistorjinjihova uporaba je zmanjšala velikost vezij, saj so ti tranzistorji manjši, varčni, hitrejši, zanesljivi in porabijo manj energije. Vezjagraditiz uporabo tranzistorjev in drugega diskretne elektronske komponente se imenujejo diskretna vezja.
IC tehnologija
Revolucionarna sprememba je bila narejena v oblikovanju električni inelektronikavezja in računalniki z izumom integriranih vezij ali IC tehnologije. Integrirana vezja so zelo majhna, zelo zanesljiva, najbolj ekonomična in zelo enostavna za uporabo. Ta koncept tehnologije IC je bil predstavljen leta 1958 in ta tehnologija IC je miniaturizirala veliko električnih in elektronskih pripomočkov, kot so mobilni telefoni, prenosniki, računalniki in številne druge naprave. Integrirano vezje lahko definiramo kot anastaviteelektronskih vezij, integriranih na majhni polprevodniški materialni plošči, običajno imenovani kot silicijev čip. Vsak IC je lahko zelo kompakten in vsebuje na zelo majhnem območju številne milijarde tranzistorjev in drugih komponent.
Generacije IC tehnologije
Obstajajo različne generacije integriranih vezij, razvrščeni glede naštevilkotranzistorjev uporablja se na čipih z integriranim vezjem. To so: Integracija majhnega obsega (SSI), integrirana vezja, ki vsebujejo nekaj deset deset tranzistorjev. V šestdesetih letih so bili priča srednjeveški integraciji (MSI), integriranim vezjem, ki vsebujejo na stotine tranzistorjev. V70. let je bilo velikoobsežna integracija (LSI), pri čemer je na vsak čip integrirano več deset tisoč tranzistorjev. V osemdesetih letih je prišlo do zelo obsežne integracije (VLSI), pri kateri je na vsak čip integriranih na stotine tisoč tranzistorjev. Poleg tega se razvijajo ultra obsežne integracije (ULSI), integrirani več kot milijon tranzistorjev na čip, integracija rezin (WSI), sistem na čipu (SOC) in tridimenzionalna integrirana vezja (3D-IC). Integrirana vezja, kot so 555timer IC, 741 operacijski ojačevalniki, CMOS, NMOS, BICMOS tehnologija in tako naprej so praktični primeri tehnologije IC.
Vrste IC
Obstajajo različni vrste integriranih vezij kot so ADC, DAC, ojačevalniki, IC za upravljanje napajanja, IC in ure in časovniki ter IC, ki se uporabljajozarazlične vgrajene sistemske aplikacije.
Uporaba IC tehnologije
Solar Charge Controller z uporabo tehnologije IC Edgefxkits.com
Ne-mikrokrmilniktemelji regulator sončnega polnjenja Projekt je preprosta uporaba tehnologije IC. V tem projektu je dosežen nadzorovan mehanizem polnjenja, da se prepreči premajhno polnjenje,preveč zaračunain pogoje globokega praznjenja brez uporabemikrokrmilnik. Niz operacijski ojačevalniki so uporabljenikot primerjalniki za nadzor napetosti plošče in toka obremenitveneprekinjeno. Za indikacijo se uporabljajo zelene in rdeče LED. Zelene LED se uporabljajo za prikaz stanja popolnoma napolnjenega akumulatorja, pri napolnjenem ali preobremenjenem ali globokem praznjenju pa rdeče LED.
Vezje krmilnika sončnega polnjenja z uporabo tehnologije IC podjetja Edgefxkits.com
Močnostno polprevodniško stikalo MOSFETse uporablja za odrezovanjeobremenitev, če rdeče LED označujejo stanje prazne baterije ali preobremenitve. Če zelene LEDnaveditepopolnoma napolnjeno stanjebaterija, potem se sončna energija s tranzistorjem obide na lažno obremenitev v vezju. Tako je baterija zaščitenaoblikaprekomerno polnjenje. Ta projekt je mogoče še izboljšati z GSM modem inmikrokrmilnikdoseči komunikacijski sončni sistem in nadzorno sobo za spremljanje stanja sistemasistem.
MikrokrmilnikIC
Mikrokrmilnik je napreden IC ali integrirano vezje, ki je vgrajeno z dodatnimi zunanjimi napravami. Razvoj in uporaba vgrajeni sistemi' aplikacij se povečuje- z napredkom v tehnologijah IC, kot je mikroprocesorska tehnologija, inmikrokrmilniktehnologija. Pomanjkljivosti tranzistorske tehnologije, IC tehnologije so bile zmanjšane z napredno tehnologijo IC mikroprocesorja in mikrokrmilnika. Mikroprocesor integrira funkcije centralne procesorske enote (CPU) računalnika na enem ali nekaj integriranih vezjih. A mmikrokrmilnikenoto lahko obravnavamo kot amajhen računalnikna enem integriranem vezju, ki ga sestavljajo majhna centralna procesna enota, kristalni oscilator, časovniki, nadzorni pas in analogni V / I. Obstajajo različne vrste registrov, prekinitev, ki se uporabljajo za nekatere posebne naloge.Mikrokrmilnikiso različnih vrst, kot so mikrokrmilnik AVR, mikrokrmilnik PIC itd. Toda običajno 8051mikrokrmilnik IC se uporablja za večino aplikacij vdelanih sistemov.
8051 Mikrokrmilnik
Če uporabljamo tehnologijo IC, je za izvajanje nekaterih nalog v vdelanih sistemih potrebno večkratno število ločenih komponent. Če uporabimo napredno IC tehnologijo, kot jemikrokrmilniktehnologije, potem lahko samo s pisanjem nekaj preprostih programskih vrstic izvedemo več nalog. Tako ještevilkodiskretnih komponent lahko vgrajene sisteme z uporabo zmanjšate velikost vezij, zapletenost in stroškemikrokrmilniktehnologija.
Uporaba tehnologije mikrokrmilnika
Krmilnik sončnega naboja z mikrokrmilnikom je tipična uporaba mikrokrmilnik napredni ICtehnologija. Za učinkovito izkoriščanje sončne energije s pomočjo sončne svetlobesistemov, vključnosončne luči, sončne ulične luči in solarni sistemi za razsvetljavo hiš in vrtov se uporabljajo tako na podeželju kot v mestih. Sončni sistem je v glavnem sestavljen iz štirih glavnihsestavni deli: fotovoltaičnimodul, polnilna baterija, obremenitev in regulator polnjenja sonca.
Krmilnik solarnega polnjenja s tehnologijo mikrokrmilnika
Blokovni diagram solarnega sistema s štirimi glavnimi blokimikrokrmilniktehnologija je prikazana na sliki. Med temi štirimi komponentami razmislite o regulatorju sončnega naboja z uporabo mikrokrmilnika, ki igra glavno vlogo pri povečanju splošne učinkovitosti solarnega sistema. Komponente strojne opreme, ki se uporabljajo zavezje regulatorja sončnega nabojaso AT89C2051mikrokrmilnik, serijski ADC0831, regulator napetosti IC7805 , močnostno polprevodniško stikalo MOSFET, LCD zaslon, baterija za polnjenje, nadzor polnjenja, senzor za mrak do zore in nadzor obremenitve.
Baterijase uporablja za zagotavljanje 5V enosmernega napajanja za napajanjemikrokrmilnikki se uporablja za nadzor napetosti akumulatorja s pomočjo ADC.Napetost0V-20V se zmanjša na V-5V z uporabo potencialnega delilnika z uporovno razporeditvijo na zatiču 2 ADC in te vrednosti se prikažejo na LCD zaslonu. Z uporabo tehnike vzporedne regulacije lahko polnilni tok teče vbaterijain ustavi polnjenje baterije, če je popolnoma napolnjena. Na podlagi vhodnih signalov, prejetih od senzorja mraka do zore, semikrokrmilnikpreklopi polnilni ali obremenitveni rele. TheLCD zaslonpoganjamikrokrmilnikza prikaz sporočila o polnjenju.
Vezje krmilnika sončnega polnjenja s tehnologijo mikrokrmilnika
Če jebaterijaje popolnoma napolnjen (do14V), potemrelese prek MOSFET-a napaja, da prekine polnjenje. Nato se zažene 5-minutni časovnikavtor mikrokrmilnikin LCD prikaže sporočilo kot polno baterijo. Če je ta časovnik potekel, potembaterijaje z relejem ponovno priključen na sončno ploščo in je tako sončni polnilni tok impulzen, doklersončna napetostje prisoten. Če jenapetost sončne celicepade spodaj napetost Zener diodesenzorja mraka do zore , natomikrokrmilnikprejme signal senzorja za mrak do zore, nato aktivira obremenitev prek MOSFET-a in na LCD-prikazovalniku se prikaže sporočilo load ON. ČeNapetostpade pod 10V senzorja mraka do zore, nato pamikrokrmilnikizklopi tovor skoziMOSFET.
Najboljša tehnologija za vgrajene sisteme
V tem članku, prej tehnologija IC inmikrokrmilnikIC tehnologija skupaj z njihovimi primeri,vrste, in praktično uporabamikrokrmilnik in IC tehnologija v vgrajeni sistemski programi so bili na kratko obravnavani. Zgoraj je razpravljalo o regulatorju sončnega naboja z nekdanjo tehnologijo IC in z napredno tehnologijo IC, kot jemikrokrmilnikTehnologija IC kaže razlike med obema tehnologijama. To tudi kaže, da se obe tehnologiji še vedno uporabljata glede na zahteve. Obe tehnologiji imata nekatere prednosti in slabosti, medtem ko se uporabljata za vgrajene sisteme.
Tehnologija IC je zmanjšala velikost vezij v primerjavi z velikostjo vezij, zgrajenih z diskretnimi komponentami. NapredenmikrokrmilnikTehnologija IC zmanjša velikost vezij z zamenjavo številnih integriranih vezij v vezju z enimmikrokrmilnik IC. Tako so stroški vezij s tehnologijo IC manjši od diskretne ali tranzistorske tehnologije.MikrokrmilnikStroški vezij IC tehnologije so nižji v primerjavi s stroški vezij, izdelanih s tehnologijo IC. Podobno je pri več številih parametrovmikrokrmilnikTehnologija je za vgrajene sisteme primernejša od tehnologije IC in diskretne komponente ali tranzistorja.
Vgrajeni sistemski programi, ki uporabljajo različne tehnologije
Slikakaže vgrajeni sistemski programi zasnovan z različnimi tehnologijami. Za nekatere specifične aplikacije vdelanih sistemov je tehnologija IC boljša odmikrokrmilniktehnologija. Toda večina aplikacij vdelanih sistemov uporabljamikrokrmilniktehnologija, saj je naprednejša in ima več prednosti v primerjavi s tehnologijo IC. Poleg tega vam bo pri izbiri zagotovila tehnično pomoč s strani Edgefx tehnologijposebno tehnologijoZa vašo akademsko projektno delo glede na vaše zanimanje za vgrajene sisteme.
