Microcontrollers Lab

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Eingebettete Systeme sind eines der am stärksten wachsenden Gebiete in der Elektrotechnik. Tausende von Embedded-Systemingenieuren arbeiten täglich an verschiedenen Embedded-System-Projekten und produzieren immer mehr innovative Technologien für diese Welt. Eingebettete Systeme werden in vielen Anwendungen eingesetzt, angefangen bei häuslichen Anwendungen bis hin zu industriellen Anwendungen. Medizinische Geräte, Mobiltelefone, Rennwagen, Smartphones, Smart-Home-System, Digitalkameras, automatisierte Steuerung von Industriemaschinen, Smart-TV und fast alles in Haus, Büro, Industrie, Flugzeuge haben Systemanwendungen eingebettet. In alle diese Geräte ist ein Computer eingebettet. Diese Computer verwenden Programmiersprachen. Auf diesen Computern laufen hauptsächlich Linux-Betriebssysteme. Beginnen wir mit der grundlegenden Einführung in das eingebettete System und seine Anwendungen.

Was ist ein eingebettetes System?

Eingebettetes System, wie der Name schon sagt, bedeutet, etwas in das System einzubetten. Im eingebetteten System ist ein Computer in das System eingebettet, um bestimmte Aufgaben auszuführen. Eingebettete Systeme werden für spezielle Zwecke für bestimmte Anwendungen gebaut. Zum Beispiel in einer Digitalkamera ist ein Mikrocomputer darin eingebettet. Der zweck von micro computer in digital kamera ist nehmen bild und einige andere funktionen zu steuern, die sind bereits eingebettet in mikrocomputer in form von programmierung anweisungen. Auf einigen Embedded-Computern läuft ein Linux-Betriebssystem, das bestimmte Aufgaben ausführt. Embedded system haben verschiedene zweck für verschiedene menschen. Zum Beispiel möchte jemand die Geschwindigkeit des Gleichstrommotors über einen Mikrocontroller steuern, es ist auch ein einfachstes eingebettetes System, und andere Personen möchten ein Smartphone mit eingebetteten Prozessoren herstellen. So hat es verschiedene Anwendungen für verschiedene Leute. Hauptübersicht der Embedded-System-Architektur ist unten angegeben:

 Embedded System Grundbaustein
Embedded System Grundbaustein

Embedded Systeme Computer:

Ein eingebettetes System ist im Allgemeinen ein Computer, aber seine Funktionen sind geringer als bei Allzweckcomputern. weil sie nur bestimmte Aufgaben ausführen müssen. Embedded system computer enthält CPU, die läuft auf langsam geschwindigkeit als allgemeine zweck computer um strom zu sparen. Es hat weniger Speicher und Prozessoren laufen auch auf Low-Speed als Allzweck-Computer. Abgesehen von diesem eingebetteten System läuft eine Software darin. Die Entwicklung eingebetteter Software ist auch ein Hauptbestandteil der Entwicklung eingebetteter Systeme. Einige Embedded-Systeme verwendet nur C und C ++ Programmiersprachen und einige verwendet Embedded Linux-System, das heißt, sie haben Linux-Betriebssystem auf ihnen läuft.

So embedded system verwendet sowohl hardware und software zu steuern und überwachen die arbeits auf viele geräte. Sowohl Hardware als auch Software sind der Hauptbestandteil von Embedded-System-Projekten.

Embedded system Hardware komponenten:

Wie ICH bereits oben erwähnt embedded systeme sind besteht aus sowohl hardware und software. Embedded system haben folgenden hardware komponenten:

  • Zentraleinheit oder Mikrocontroller.
  • Stromversorgungsschaltung
  • Schnittstellenschaltung wie Sensoren, Flüssigkristallanzeigen.
  • ROM und RAM speicher
  • Timer
  • Eingang schaltungen
  • ausgang schaltungen
  • Serielle kommunikation geräte

Zentrale verarbeitung einheit oder prozessor/mikrocontroller:

Zentrale verarbeitung einheit ist wichtigsten komponenten von embedded system. Es ist wie ein Gehirn des Systems. Es wird mit Hilfe von Programmiersprachen programmiert, um bestimmte Aufgaben auszuführen. Zentraleinheit ist ein integrierter Chip auf Computer. Es enthält arithmetische Logikeinheit, Echtzeituhr, Stapelzeiger, Programmzähler, serielle Schnittstellen, interne Interrupts und externe Interrupts Es kann nichts alleine machen. Andere Peripheriegeräte sind ebenfalls mit dem Prozessor verbunden. Mikroprozessor haben auch folgende Komponenten mit ihm verbunden.

microprocessor
mikroprozessor
  • RAM
  • ROM
  • TIMER
  • Serielle kommunikation ports
  • Eingang/ausgang ports

Auf die andere hand mikrocontroller ist komplette single-chip integrierte computer. Es haben eingebaute RAM, ROM, Timer, eingang/ausgang ports. serielle Kommunikationsanschlüsse, Analog-Digital-Wandler, Zähler und Digital-Analog-Wandler, die sie einsatzbereit machen Single-Chip-Computer integriert. mikrocontroller kann leicht verbunden mit sensoren und andere schnittstellen schaltung aufgrund bauen in eingang/ausgang ports.Followings sind berühmte Familien von Mikrocontrollern.

MICROCONTROLLER
MIKROCONTROLLER
  • Microchip PIC mikrocontroller
  • ARM mikrocontroller
  • AVR mikrocontroller
  • MSP mikrocontroller
  • Motorola mikrocontroller
  • intel 8051 mikrocontroller

Mikrocontroller haben low-cost, kleiner Speicher, langsame Geschwindigkeit und geringer Stromverbrauch im Vergleich zu digitalen Signalprozessoren. Mikrocontroller können einfach mit analogen und digitalen Sensoren verbunden werden, um Daten zur Datenerfassung zu steuern und zu überwachen.

Embedded system software komponenten:

Embedded software entwickler sind auch wichtigsten teil von embedded system entwicklung. Wenn Hardware Körper des eingebetteten Systems ist, dann ist Software Seele des eingebetteten Systems. Viele Programmiersprachen werden für die Entwicklung eingebetteter Systeme verwendet. In mikrocontrollerbasierten Projekten wird hauptsächlich die Programmiersprache C verwendet. Viele Sprachen wurden für eingebettete Systeme entwickelt und jede Programmiersprache kann für bestimmte Anwendungen nützlicher sein. Mit anderen Worten, eine Sprache kann für Steuerungs- und überwachungsbasierte Projekte nützlich sein, und sie kann nicht für einzelne Verarbeitungs- und konditionierungsbasierte eingebettete Systemprojekte nützlich sein. Folgende Programmiersprachen werden für die Entwicklung eingebetteter Systeme verwendet.

  • Hardware sprachen (HDL und VHDL)
  • Software sprachen (C, C ++, JAVA, Andriod, Linux)
  • Daten fluss sprachen
  • Hybrid sprachen

Embedded system schaltungen schnittstelle mit physikalische welt:

Embedded systeme verbinden sich über Sensoren und Wandler mit der Außenwelt. Sensoren können analog oder digital sein. Wie Sie wissen, können Mikrocomputer nur digitale Werte verstehen. analog-Digital-Wandler werden verwendet, um analoge Sensoren mit eingebetteten Systemprozessoren und Mikrocontrollern zu verbinden. Viele Mikrocontroller haben in Analog-Digital-Wandler und Digital-Analog-Wandler eingebaut. Für beispiel in fern überwachung embedded system, sie müssen interface temperatur sensor, licht sensor, feuchtigkeit sensor und andere sensoren zu lesen seine werte. Alle diese Sensoren sind analoge Sensoren. Sie benötigen also einen Analog-Digital-Wandler. Eingebettete Systeme kommunizieren auch mit externen Geräten über folgende Funktionen:

  • Serielle Kommunikation
  • USB
  • I2C-Kommunikation
  • CAN (Controller Area Network)
  • Ethernet
  • Webserver
  • Digitale und analoge Ein-/Ausgänge

Arten von embedded system:

Embedded systeme sind klassifiziert in zwei gruppe basierend auf leistung, funktionale anforderung. Je nach Verwendung von Prozessoren und Mikrocontrollern. Eingebettete Systeme haben zwei Arten.

  1. Basierend auf der Leistung von Mikrocontrollern.
  2. Basierend auf der Leistungs- und Funktionsanforderung.

Basierend auf der Leistung von Mikrocontrollern werden eingebettete Systeme weiter in drei Gruppen eingeteilt:

  1. Kleine eingebettete Systeme.
  2. Medium skala embedded systeme
  3. Große skala embedded systeme

Basierend auf leistung und anforderung von embedded projekt, embedded systeme sind klassifiziert in vier gruppe:

  1. Echtzeit embedded systeme
  2. stand alone
  3. vernetzt
  4. mobile anwendungen embedded software

Anwendungen von embedded system:

Wie ich bereits zu Beginn des Artikels viele Beispiele für eingebettete Systeme erwähnt habe. Embedded-Bereich haben enorme Anwendungen im medizinischen Bereich, Automatisierungsindustrie, Smartphone, Smart Tv, Flugzeuge und viele andere. Liste der neuesten Embedded System Final Year Projekte ist unten angegeben:

  1. Home control system durch stimme
  2. Echtzeit überwachung von strom zu sparen von diebstahl
  3. Smart energy billing system
  4. smart grid monitoring system
  5. smart grid station
  6. Echtzeit unfall schutz mit gsm
  7. Fern überwachung system mit gsm und pic-Mikrocontroller
  8. Smart Grid Management und Visualisierung

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