mikrokontrolery Lab

spis treści

Systemy wbudowane są jedną z najbardziej rozwijających się dziedzin w elektrotechnice. Tysiące inżynierów systemów wbudowanych każdego dnia pracuje nad różnymi projektami systemów wbudowanych i produkują coraz więcej innowacyjnych technologii dla tego świata. Systemy wbudowane są wykorzystywane w wielu aplikacjach, począwszy od aplikacji domowych po aplikacje przemysłowe. Sprzęt medyczny, telefony komórkowe, samochody wyścigowe, smartfony, inteligentny system domowy, aparaty cyfrowe, zautomatyzowane sterowanie maszynami przemysłowymi, smart tv i prawie wszystko w domu, biurach, przemyśle, samolotach ma wbudowane aplikacje systemowe. Wszystkie te urządzenia mają wbudowany KOMPUTER. Te komputery używają języków programowania. Na tych komputerach działa głównie System Operacyjny Linux. Rozpocznijmy naukę o systemie wbudowanym i jego aplikacjach od podstawowego wprowadzenia systemu wbudowanego.

co to jest system wbudowany?

system wbudowany jak sama nazwa wskazuje oznacza osadzenie czegoś w systemie. W systemie wbudowanym komputer jest wbudowany w system s W celu wykonania określonego zadania. Systemy wbudowane są budowane do specjalnych zastosowań. Na przykład w aparacie cyfrowym wbudowany jest mikrokomputer. Celem mikrokomputera w aparacie cyfrowym jest robienie zdjęć i kilka innych funkcji do sterowania, które są już wbudowane w mikrokomputer w postaci instrukcji programowania. Niektóre komputery wbudowane mają uruchomiony system operacyjny Linux, który wykonuje określone zadania. System wbudowany ma inny cel dla różnych ludzi. Na przykład ktoś chce kontrolować prędkość silnika PRĄDU STAŁEGO za pomocą mikrokontrolera, jest to również najprostszy system wbudowany, a inna osoba chce stworzyć inteligentny telefon, który ma wbudowane procesory w środku. Ma więc różne zastosowania dla różnych ludzi. Główny przegląd architektury systemu wbudowanego znajduje się poniżej:

podstawowy element konstrukcyjny systemu wbudowanego
podstawowy element konstrukcyjny systemu wbudowanego

Komputery systemów wbudowanych:

system wbudowany jest zazwyczaj komputerem, ale jego funkcje są mniejsze niż komputery ogólnego przeznaczenia. ponieważ muszą wykonywać tylko określone zadania. Wbudowany KOMPUTER systemowy zawiera procesor, który działa z małą prędkością niż komputery ogólnego przeznaczenia, aby oszczędzać energię. Ma mniej pamięci i procesory również działają na niskich prędkościach niż komputery ogólnego przeznaczenia. Poza tym wbudowanym systemem działa w nim oprogramowanie. Rozwój oprogramowania wbudowanego jest również główną częścią rozwoju systemów wbudowanych. Niektóre systemy wbudowane używały tylko języków programowania C i C++, a niektóre używały wbudowanego systemu Linux, co oznacza, że mają działający na nich System Operacyjny Linux.

więc wbudowany system używał zarówno sprzętu, jak i oprogramowania do sterowania i monitorowania pracy na wielu urządzeniach. Zarówno sprzęt, jak i oprogramowanie są główną częścią projektów systemów wbudowanych.

elementy sprzętowe systemu wbudowanego :

jak już wspomniałem wyżej systemy wbudowane składają się zarówno ze sprzętu, jak i oprogramowania. Wbudowany system ma następujące elementy sprzętowe:

  • jednostka centralna lub mikrokontrolery.
  • obwód zasilania
  • układ łączący, taki jak czujniki, wyświetlacze ciekłokrystaliczne.
  • pamięć ROM i RAM
  • timery
  • obwody wejściowe
  • obwody wyjściowe
  • szeregowe urządzenia komunikacyjne

jednostka centralna lub procesor/ mikrokontroler:

jednostka centralna jest głównymi elementami systemu wbudowanego. To jest jak mózg systemu. Jest programowany za pomocą języków programowania do wykonywania określonych zadań. Jednostka centralna jest zintegrowanym chipem na komputerze. Zawiera jednostkę logiki arytmetycznej, zegar czasu rzeczywistego, wskaźnik stosu, licznik programów, porty szeregowe, wewnętrzne przerwania i zewnętrzne przerwanie nie może nic zrobić sam. Inne urządzenia peryferyjne są również połączone z procesorem. Mikro procesor ma również następujące elementy dołączone do niego.

microprocessor
mikroprocesor
  • RAM
  • ROM
  • timery
  • porty komunikacji szeregowej
  • porty wejścia/wyjścia

z drugiej strony mikrokontroler jest kompletnym komputerem zintegrowanym z pojedynczym układem scalonym. Posiada wbudowane pamięci RAM, ROM, timery, porty wejścia / wyjścia. porty komunikacji szeregowej, Konwertery analogowo-cyfrowe, liczniki i konwertery cyfrowo-analogowe, które czynią je gotowymi do użycia z komputerem zintegrowanym z pojedynczym układem scalonym. mikrokontroler może być łatwo połączony z czujnikami i innymi obwodami interfejsowymi dzięki wbudowanym portom wejściowym/wyjściowym.Poniżej znajdują się znane rodziny mikrokontrolerów.

MICROCONTROLLER
mikrokontroler
  • mikrokontrolery Microchip PIC
  • mikrokontrolery ARM
  • mikrokontrolery AVR
  • mikrokontrolery MSP
  • mikrokontrolery Motorola
  • mikrokontrolery intel 8051

posiadają tanie, Mała pamięć, niska prędkość i niski pobór mocy w porównaniu do cyfrowych procesorów sygnałowych. Mikrokontrolery mogą być łatwo połączone z analogowymi i cyfrowymi czujnikami do sterowania i monitorowania danych w celu pozyskania danych.

komponenty oprogramowania systemu wbudowanego:

twórcy oprogramowania wbudowanego są również główną częścią rozwoju systemu wbudowanego. Jeśli sprzęt jest ciałem systemu wbudowanego, to oprogramowanie jest duszą systemu wbudowanego. Wiele języków programowania jest używanych do tworzenia systemów wbudowanych. W projektach opartych na mikrokontrolerach najczęściej używany jest język programowania C. Wiele języków zostało opracowanych dla systemu wbudowanego i każdy język programowania może być bardziej przydatny dla konkretnych aplikacji. Innymi słowy, jeden język może być przydatny dla projektów opartych na kontroli i monitorowaniu, a nie może być przydatny dla pojedynczych projektów opartych na przetwarzaniu i kondycjonowaniu systemów wbudowanych. Do tworzenia systemów wbudowanych używane są następujące języki programowania.

  • języki sprzętowe ( HDL i VHDL)
  • języki oprogramowania ( C, C++, JAVA, Andriod, Linux)
  • języki przepływu danych
  • języki Hybrydowe

układy systemu wbudowanego współpracujące ze światem fizycznym:

Systemy wbudowane interfejs ze światem zewnętrznym poprzez czujniki i przetworniki. Czujniki mogą być typu analogowego lub cyfrowego. Jak wiecie mikrokomputery mogą zrozumieć tylko wartości cyfrowe. Konwertery analogowo-cyfrowe służą do łączenia czujników analogowych z procesorami i mikrokontrolerami systemu wbudowanego. Wiele mikrokontrolerów ma wbudowane przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe. Na przykład w zdalnym systemie wbudowanym do monitorowania należy podłączyć czujnik Temperatury, Czujnik Światła, czujnik wilgoci i inne czujniki, aby odczytać jego wartości. Wszystkie te Czujniki to czujniki analogowe. Musisz więc potrzebować konwertera analogowo-cyfrowego. Systemy wbudowane komunikują się również z urządzeniami zewnętrznymi za pomocą następujących funkcji:

  • komunikacja szeregowa
  • USB
  • komunikacja I2C
  • CAN ( controller Area Network)
  • Ethernet
  • Serwery WWW
  • cyfrowe i analogowe porty wejściowe/wyjściowe

rodzaje systemów wbudowanych:

systemy wbudowane są podzielone na dwie grupy w oparciu o wymagania wydajnościowe i funkcjonalne. Zgodnie z zastosowaniem procesorów i mikrokontrolerów. Systemy wbudowane mają dwa typy.

  1. w oparciu o wydajność mikrokontrolerów.
  2. w oparciu o wymagania wydajnościowe i funkcjonalne.

w oparciu o wydajność mikrokontrolerów, systemy wbudowane dzielą się na trzy grupy:

  1. małe systemy wbudowane.
  2. Systemy wbudowane średniej skali
  3. Systemy wbudowane dużej skali

w oparciu o wydajność i wymagania projektu wbudowanego, systemy wbudowane są podzielone na cztery grupy:

  1. Systemy wbudowane w czasie rzeczywistym
  2. autonomiczne
  3. sieciowe
  4. aplikacje mobilne oprogramowanie wbudowane

aplikacje systemu wbudowanego:

jak już wspomniałem wiele przykładów systemów wbudowanych na początku artykułu. Embedded field ma ogromne zastosowania w medycynie, przemyśle automatyki, inteligentnym telefonie, inteligentnym telewizorze, samolotach i wielu innych. Lista najnowszych projektów z ostatniego roku embedded system znajduje się poniżej:

  1. system sterowania domem za pomocą głosu
  2. monitorowanie w czasie rzeczywistym energii elektrycznej, aby zaoszczędzić od kradzieży
  3. inteligentny system rozliczeń energii
  4. inteligentny system monitorowania sieci
  5. inteligentna stacja sieci
  6. Ochrona przed wypadkami w czasie rzeczywistym za pomocą gsm
  7. zdalny system monitorowania za pomocą GSM i mikrokontroler PIC
  8. inteligentne zarządzanie siecią i wizualizacja

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.