Laboratório de microcontroladores

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os sistemas incorporados são um dos campos mais crescentes na engenharia elétrica. Milhares de engenheiros de sistemas embarcados estão trabalhando em diferentes projetos de sistemas embarcados a cada dia e eles estão produzindo cada vez mais tecnologias inovadoras para este mundo. Sistemas embutidos são usados em muitas aplicações a partir de aplicações domésticas para aplicações industriais. Equipamentos médicos, telefones celulares, carros de corrida, smartphones, smart home system, câmera Digital, controle automatizado de máquinas industriais, TV inteligente e quase tudo em casa, escritórios, indústria, aviões têm aplicações de sistemas incorporados. Todos estes dispositivos têm computador incorporado neles. Estes computadores estão a usar linguagens de programação. A maioria dos sistemas operacionais Linux estão rodando nesses computadores. Vamos começar a aprender sobre o sistema embutido e suas aplicações com a introdução básica do sistema embutido.

o que é o sistema incorporado?

sistema incorporado como o seu nome sugere significa incorporar algo no sistema. No sistema incorporado um computador é incorporado no sistema s para executar uma tarefa específica. Os sistemas incorporados são construídos para fins especiais para aplicações específicas. Por exemplo, na câmera digital, um microcomputador está incorporado nela. O objetivo do micro computador em câmera digital é tirar fotos e algumas outras funções para controlar que já estão incorporados no microcomputador na forma de instruções de programação. Alguns computadores embarcados têm o sistema operacional Linux rodando nele que executa tarefas específicas. O sistema incorporado tem um propósito diferente para pessoas diferentes. Por exemplo, alguém quer controlar a velocidade do motor dc através do microcontrolador, é também um sistema embutido mais simples e outra pessoa quer fazer smartphone que tem processadores embutidos dentro. Por isso, tem aplicações diferentes para pessoas diferentes. A visão geral da arquitectura do sistema embutido é apresentada a seguir.:

 bloco de construção básico do sistema incorporado
bloco de construção básico do sistema incorporado

computadores de sistemas incorporados:

Sistema embutido é geralmente um computador, mas suas funções são menos do que computadores de uso geral. porque eles têm que executar apenas tarefas específicas. O computador de Sistema Embedded contém CPU que funciona em velocidade lenta do que os computadores de uso geral para economizar energia. Ele tem menos memória e processadores também funcionam em baixa velocidade do que computadores de uso geral. Além deste sistema embutido tem um software a correr dentro dele. O desenvolvimento de software Embedded é também uma parte principal do desenvolvimento de Sistema embedded. Alguns sistemas embutidos usavam apenas linguagens de programação C E C++ e alguns sistemas embutidos Linux, o que significa que eles têm o sistema operacional Linux rodando neles.

so embedded system used both hardware and software to control and monitor the working on many devices. Tanto o hardware quanto o software são a parte principal de projetos de Sistema embutidos.

componentes de Hardware embutidos:

como já mencionei acima, os sistemas embutidos são constituídos por hardware e software. O sistema incorporado tem os seguintes componentes de hardware:

  • unidade central de processamento ou microcontroladores.
  • circuito de alimentação eléctrica
  • circuito de interface como sensores, ecrãs de cristais líquidos.
  • ROM e memória RAM
  • Temporizadores
  • circuitos de Entrada
  • circuitos de saída
  • Série de dispositivos de comunicação

unidade Central de processamento ou processador/ microcontrolador:

unidade Central de processamento é um dos componentes principais do sistema embarcado. É como um cérebro de Sistema. Ele é programado com a ajuda de linguagens de programação para executar tarefas específicas. A unidade central de processamento é um chip integrado no computador. Ele contém unidade lógica aritmética, relógio em tempo real, ponteiro de pilha, contador de programa, portas seriais, interrupções internas e interrupções externas. Outros periféricos também estão conectados com o processador. O Micro processador também tem os seguintes componentes ligados a ele.

microprocessor
microprocessador
  • RAM
  • ROM
  • TEMPORIZADORES
  • portas de comunicação Serial
  • portas de Entrada/saída

por outro lado, o microcontrolador é completo, único chip de computador integrado. Ele tem embutido RAM, ROM, Timers, portas de entrada/saída. portas de comunicações seriais, conversores analógicos para Digitais, contadores e conversores digitais para analógicos que os tornam prontos para usar um único chip integrado computador. microcontrolador pode ser facilmente interface com sensores e outros circuitos de interface devido à construção em portas de entrada/saída.Os seguimentos são famílias famosas de micro controladores.

MICROCONTROLLER
MICROCONTROLADOR
  • Microchip de microcontroladores PIC
  • microcontroladores ARM
  • microcontroladores AVR
  • MSP microcontroladores
  • Motorola microcontroladores
  • intel 8051 microcontroladores

Microcontroladores têm baixo custo, de memória pequeno, de baixa velocidade e baixo consumo de energia em comparação a processadores de sinal digital. Microcontroladores podem ser facilmente interligados com sensores analógicos e digitais para controlar e monitorar dados, para a aquisição de dados.

componentes de software de Sistema embutido:

desenvolvedores de software embutidos também são parte principal do desenvolvimento de Sistema embutido. Se o hardware é o corpo do sistema embutido, então o software é a alma do sistema embutido. Muitas linguagens de programação são usadas para o desenvolvimento do sistema embutido. Em projetos baseados em microcontroladores, a linguagem de programação C é usada principalmente. Muitas linguagens foram desenvolvidas para o sistema embutido e cada linguagem de programação pode ser mais útil para aplicações específicas. Em outras palavras, uma linguagem pode ser útil para o controle e monitoramento de projetos baseados e pode não ser útil para processamento único e condicionamento baseados em projetos de Sistema embutido. As seguintes linguagens de programação são usadas para o desenvolvimento de sistemas embutidos.

  • Hardware línguas ( HDL e VHDL)
  • Software de linguagens ( C, C++, JAVA, Android, Linux)
  • fluxo de Dados idiomas
  • Híbrido idiomas

sistema integrado de circuitos de interfaceamento com o mundo físico:

Embedded systems interface com o mundo externo através de sensores e transdutores. Os sensores podem ser de tipo analógico ou digital. Como você sabe, os microcomputadores só podem entender os valores digitais. conversores analógicos para Digitais são usados para interface de sensores analógicos com processadores de Sistema embutidos e microcontroladores. Muitos microcontroladores têm construído em conversor analógico para digital e conversores digitais para analógicos. Por exemplo, em monitoramento remoto sistema incorporado, você precisa interface sensor de temperatura, sensor de luz, sensor de umidade e outros sensores para ler seus valores. Todos estes sensores são sensores analógicos. Então você deve precisar de um conversor analógico para digital. Sistemas incorporados também se comunicam com dispositivos externos usando as seguintes características:

  • comunicação Serial
  • USB
  • comunicação I2C
  • CAN ( controller Area Network)
  • Ethernet
  • servidores Web
  • Digital e analógico portas de entrada/saída

Tipos de sistema embarcado:

sistemas Embarcados são classificados em dois grupos com base no desempenho, a exigência funcional. De acordo com o uso de processadores e microcontroladores. Os sistemas incorporados têm dois tipos.

  1. com base no desempenho dos microcontroladores.
  2. com base no desempenho e requisitos funcionais.

com base no desempenho dos microcontroladores, os sistemas incorporados são ainda classificados em três grupos.:

  1. sistemas incorporados em pequena escala.
  2. Média escala, sistemas embarcados
  3. Grande escala de sistemas embarcados

com Base no desempenho e requisitos de projeto incorporados, os sistemas embarcados são classificados em quatro grupo:

  1. tempo Real em sistemas embarcados
  2. autônomo
  3. rede
  4. mobile aplicativos de software embebido

Aplicações de sistemas embarcados:

como já mencionei muitos exemplos de sistemas incorporados no início do artigo. O campo Embedded tem enormes aplicações na área médica, indústria de automação, Smartphone, smart Tv, aviões e muitos outros. A lista dos últimos projectos do ano final do sistema incorporado é apresentada a seguir:

  1. Home sistema de controle por meio de voz
  2. monitoramento em tempo Real de eletricidade para salvar do roubo
  3. Inteligente de energia, sistema de faturamento
  4. smart grid sistema de monitoramento de
  5. smart grid station
  6. tempo Real protecção em caso de acidente, utilizando gsm
  7. sistema de monitoramento Remoto usando gsm e microcontrolador pic
  8. Smart grid gerenciamento e visualização

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