マイクロコントローララボ

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組み込みシステムは、電気工学の分野で最も成長している分野の一つです。 何千人もの組み込みシステムエンジニアが毎日さまざまな組み込みシステムプロジェクトに取り組んでおり、この世界のためにますます革新的な技術を生産しています。 組込みシステムは、国内用途から産業用途に至るまで、多くの用途に使用されています。 医療機器、携帯電話、レーシングカー、スマートフォン、スマートホームシステム、デジタルカメラ、産業機械の自動制御、スマートテレビ、家庭、オフィス、産業、飛行機のほとん すべてのこれらのデバイスは、それらに埋め込まれたコンピュータを持っています。 これらのコンピュータは、プログラミング言語を使用しています。 主にLinuxオペレーティングシステムは、これらのコンピュータ上で実行されています。 組み込みシステムの基本的な紹介で、組み込みシステムとその応用について学び始めましょう。

組込みシステムとは?

組み込みシステムは、その名前が示すように、システムに何かを埋め込むことを意味します。 組み込みシステムでは、コンピュータは、特定のタスクを実行するために、sシステムに埋め込まれています。 組み込みシステムは、特定のアプリケーションのための特別な目的のために構築されています。 例えば、デジタルカメラでは、マイコンが埋め込まれています。 デジタルカメラのマイクロコンピュータの目的は、すでにプログラミング命令の形でマイコンに埋め込まれている制御するために写真やいくつかの他の機能を取ることです。 組み込みコンピュータの中には、特定のタスクを実行するLinuxオペレーティングシステムが実行されているものもあります。 埋め込まれたシステムに異なった人々のための別の目的があります。 例えば、誰かがマイクロコントローラを介してdcモータの速度を制御したい、それはまた、最も簡単な組み込みシステムであり、他の人は、内部のプロセッサ 従ってそれに異なった人々のための異なった適用があります。 組み込みシステムアーキテクチャの主な概要を以下に示します:

組み込みシステム基本ビルディングブロック
組み込みシステム基本ビルディングブロック

組み込みシステムコンピュータ:

組み込みシステムは一般的にコンピュータですが、その機能は汎用コンピュータよりも小さいです。 彼らは特定のタスクのみを実行する必要があるためです。 組み込みシステムコンピュータは、電力を節約するために、汎用コンピュータよりも遅い速度で実行されるCPUが含まれています。 それはまた、汎用コンピュータよりも低速で実行されるメモリとプロセッサを持っています。 この組み込みシステム以外には、その内部で実行されているソフトウェアがあります。 組込みソフトウェア開発は、組込みシステム開発の主要な部分でもあります。 いくつかの組み込みシステムは、CおよびC++プログラミング言語のみを使用し、いくつかは、組み込みLinuxシステムを使用し、その手段は、彼らがそれらの上で実行されているLinuxオペレーティングシステムを持っています。

そのため、組み込みシステムはハードウェアとソフトウェアの両方を使用して、多くのデバイスの動作を制御および監視しました。 ハードウェアとソフトウェアの両方が組み込みシステムプロジェクトの主要な部分です。

組み込みシステムのハードウェアコンポーネント:

前述したように、組み込みシステムはハードウェアとソフトウェアの両方で構成されています。 組込システムに次のハードウェア部品があります:

  • 中央処理装置またはマイクロコントローラ。
  • 電源回路
  • センサ、液晶ディスプレイなどのインタフェース回路。
  • ROMおよびRAMの記憶
  • タイマー
  • 入力回路
  • 出力回路
  • シリアル通信装置

中央処理装置かプロセッサ/マイクロ制御回路:

中央処理装置は組 それはシステムの脳のようなものです。 これは、特定のタスクを実行するためのプログラミング言語の助けを借りてプログラムされています。 中央処理装置はコンピュータの統合された破片です。 それはそれが単独で何もすることができない算術論理の単位、実時間時計、積み重ねポインタ、プログラムカウンター、シリアルポート、内部割込みおよび外的な割込みを含んでいます。 他の周辺機器もプロセッサに接続されています。 マイクロプロセッサはまたそれと付す次の部品を備えています。

microprocessor
マイクロプロセッサ
  • RAM
  • ROM
  • タイマー
  • シリアル通信ポート
  • 入力/出力ポート

一方、マイクロコントローラは完全なシングルチップ統合コンピュータです。 RAM、ROM、タイマー、入出力ポートが内蔵されています。 それらを使用可能にさせるアナログの改宗者へのデジタルコンバーター、カウンターおよびデジタルへのシリアル通信の港、アナログ単一の破片の統合されたコンピュータ。 マイクロ制御回路は入出力港の造りによるセンサーおよび他のインターフェイス回路と容易にインターフェイスすることができます。以下は、マイクロコントローラの有名なファミリです。

MICROCONTROLLER
マイクロコントローラ
  • マイクロチップPICマイクロコントローラ
  • ARMマイクロコントローラ
  • AVRマイクロコントローラ
  • MSPマイクロコントローラ
  • Motorolaマイクロコントローラ
  • intel8051マイクロコントローラ

マイクロコントローラは、低コスト、小さなメモリ、低速、低デジタル信号プロセッサと比較した消費電力。 マイクロコントローラは、アナログおよびデジタルセンサと容易にインタフェースして、データの制御および監視を行うことができ、データ取得のために使用することができます。

組み込みシステムソフトウェアコンポーネント:

組み込みソフトウェア開発者も組み込みシステム開発の主要な部分です。 ハードウェアが組込システムの本体である場合、ソフトウェアは組込システムの魂です。 組み込みシステム開発には多くのプログラミング言語が使用されています。 マイクロコントローラベースのプロジェクトでは、Cプログラミング言語が主に使用されています。 組み込みシステム用に多くの言語が開発されており、各プログラミング言語は特定のアプリケーションに有用である可能性があります。 言い換えれば、一つの言語は、制御および監視ベースのプロジェクトに有用であり、singal処理およびコンディショニングベースの組み込みシステムプロジェク 組み込みシステム開発には、以下のプログラミング言語が使用されています。

  • ハードウェア言語(HDLおよびVHDL)
  • ソフトウェア言語(C、C++、JAVA、Andriod、Linux)
  • データフロー言語
  • ハイブリッド言語

物理世界とのインターフェイス:

組み込みシステムセンサーおよびトランスデューサーを通した外的な世界を使って。 センサは、アナログまたはデジタルタイプのものであってもよいです。 ご存知のように、マイコンはデジタル値しか理解できません。 アナログ-デジタル-コンバータは、アナログ-センサーと組み込みシステム-プロセッサやマイクロコントローラとのインターフェイスに使用されます。 多くのマイクロコントローラは、アナログ-デジタル変換器とデジタル-アナログ変換器を内蔵しています。 たとえば、リモート監視組み込みシステムでは、温度センサー、光センサー、水分センサーなどのセンサーをインターフェイスさせて値を読み取る必要があります。 これらのセンサーはすべてアナログセンサーです。 したがって、アナログからデジタルへの変換が必要です。 組み込みシステムは、次の機能を使用して外部デバイスと通信することもできます:

  • シリアル通信
  • USB
  • I2C通信
  • CAN(コントローラエリアネットワーク)
  • イーサネット
  • Webサーバー
  • デジタルおよびアナログ入出力ポート

組み込みシステムの種類:

組み込みシステムは、性能、機能要件に基づいて二つのグループに分類されます。 プロセッサおよびマイクロ制御回路の使用に従って。 組み込みシステムには2つのタイプがあります。

  1. マイクロコントローラの性能に基づいています。
  2. パフォーマンスと機能要件に基づいています。

マイクロコントローラの性能に基づいて、組み込みシステムはさらに三つのグループに分類されます:

  1. 小規模な組み込みシステム。
  2. 中規模組込システム
  3. 大規模組込システム

組込プロジェクトの性能と要件に基づいて、組込システムは四つのグループに分類されます:

  1. リアルタイム組み込みシステム
  2. スタンドアロン
  3. ネットワーク
  4. モバイルアプリケーション組み込みソフトウェア

組み込みシステムのアプ:

すでに記事の冒頭で組み込みシステムの多くの例を述べているように。 埋め込まれた分野に医学分野、オートメーションの企業、スマートな電話、スマートなTv、飛行機および多くの他で巨大な適用があります。 最新の組み込みシステム最終年度のプロジェクトのリストは以下の通りです:

  1. 声による家の制御システム
  2. 盗難から救うべき電気の実時間監視
  3. スマートなエネルギー計算システム
  4. スマートな格子モニタリングシステム
  5. スマートな格子局
  6. gsm
  7. gsmを使用して実時間事故の保護
  8. gsmを使用してリモート-モニタリングシステムとpicマイクロコントローラ
  9. スマートグリッドの管理と可視化

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