microcontrolere Lab

cuprins

sistemele încorporate sunt unul dintre domeniile cele mai în creștere în ingineria electrică. Mii de ingineri de sisteme integrate lucrează la diferite proiecte de sisteme integrate în fiecare zi și produc tot mai multe tehnologii inovatoare pentru această lume. Sistemele încorporate sunt utilizate în multe aplicații, începând de la aplicații interne la aplicații industriale. Echipamente medicale, telefoane Mobile, mașini de curse, telefoane inteligente, sistem inteligent de acasă, camere digitale, control automat al mașinilor industriale, smart tv și aproape totul în casă, birouri, industrie, avioane au aplicații de sistem încorporate. Toate aceste dispozitive au computer încorporat în ele. Aceste calculatoare folosesc limbaje de programare. Majoritatea sistemului de operare Linux rulează pe aceste computere. Să începem să învățăm despre sistemul încorporat și aplicațiile sale cu introducerea de bază a sistemului încorporat.

ce este sistemul încorporat?

sistem încorporat așa cum sugerează și numele înseamnă încorporarea ceva în sistem. În sistemul încorporat, un computer este încorporat în sistemul s pentru a efectua o sarcină specifică. Sistemele încorporate sunt construite pentru scopuri speciale pentru aplicații specifice. De exemplu, în camera digitală, un microcomputer este încorporat în ea. Scopul micro calculator în aparat de fotografiat digital este Ia imagine și alte funcții pentru a controla care sunt deja încorporate în microcomputer sub formă de instrucțiuni de programare. Unele computere încorporate au sistem de operare Linux care rulează pe acesta, care îndeplinesc sarcini specifice. Sistemul încorporat are un scop diferit pentru diferite persoane. De exemplu, cineva vrea să controleze viteza de motor de curent continuu prin microcontroler, este, de asemenea, un sistem simplu încorporat și alte persoane doresc să facă telefon inteligent, care au procesoare încorporate în interiorul. Deci, au aplicații diferite pentru diferite persoane. Prezentare generală principală a arhitecturii sistemului încorporat este prezentată mai jos:

Embedded system basic building block
Embedded system basic building block

Embedded systems calculatoare:

sistemul încorporat este în general un computer, dar funcțiile sale sunt mai mici decât computerele de uz general. pentru că trebuie să îndeplinească doar sarcini specifice. Computerul de sistem încorporat conține CPU care rulează cu viteză lentă decât computerele de uz general pentru a economisi energie. Are mai puțină memorie, iar procesoarele rulează și pe viteză redusă decât computerele de uz general. Altele decât acest sistem încorporat au un software care rulează în interiorul acestuia. Dezvoltarea de software încorporat este, de asemenea, o parte principală a dezvoltării sistemului încorporat. Unele sisteme încorporate au folosit doar limbaje de programare C și C++, iar altele au folosit sistem Linux încorporat, ceea ce înseamnă că au sistem de operare Linux care rulează pe ele.

deci, sistemul încorporat a folosit atât hardware, cât și software pentru a controla și monitoriza funcționarea pe mai multe dispozitive. Atât hardware-ul, cât și software-ul sunt partea principală a proiectelor de sistem încorporate.

componente Hardware ale sistemului încorporat:

așa cum am menționat deja mai sus, sistemele încorporate sunt formate atât din hardware, cât și din software. Sistemul încorporat are următoarele componente hardware:

  • unitate centrală de procesare sau microcontrolere.
  • circuitul de alimentare
  • interfațare circuit ca senzori, ecrane cu cristale lichide.
  • ROM și memorie RAM
  • cronometre
  • circuite de intrare
  • circuite de ieșire
  • dispozitive de comunicații seriale

unitate centrală de procesare sau procesor/ microcontroler:

unitatea centrală de procesare este componentele principale ale sistemului încorporat. Este ca un creier de sistem. Este programat cu ajutorul limbajelor de programare pentru a efectua sarcini specifice. Unitatea centrală de procesare este un cip integrat pe computer. Acesta conține unitate logică aritmetică, ceas în timp real, indicatorul stivă, contor de programe, porturi seriale, întreruperi interne și întreruperi externe nu poate face nimic singur. Alte periferice sunt, de asemenea, conectate cu procesor. Micro procesor au, de asemenea, următoarele componente atașate cu ea.

microprocessor
microprocesor
  • RAM
  • ROM
  • cronometre
  • porturi de comunicații seriale
  • porturi de intrare/ieșire

pe de altă parte microcontroler este complet singur cip integrat de calculator. Acesta au construit-in RAM, ROM, cronometre, porturi de intrare/ieșire. porturi de comunicații seriale, convertoare analogice La digitale, Contoare și Convertoare Digitale la analogice care le fac gata de utilizare a computerului integrat cu un singur cip. microcontrolerul poate fi ușor interfațat cu senzori și alte circuite de interfațare datorită construirii porturilor de intrare/ieșire.Următoarele sunt familii celebre de micro controlere.

MICROCONTROLLER
microcontroler
  • microcontrolere PIC microcontrolere pic
  • microcontrolere ARM
  • microcontrolere AVR
  • microcontrolere MSP
  • microcontrolere Motorola
  • microcontrolere intel 8051

microcontrolerele au costuri reduse, memorie mică, viteză lentă și consum redus de energie în comparație cu procesoarele de semnal digital. Microcontrolerele pot fi ușor interfațate cu senzori analogici și digitali pentru a controla și monitoriza datele, pentru achiziționarea de date.

componente software de sistem Embedded:

dezvoltatorii de software Embedded sunt, de asemenea, parte principală a dezvoltării sistemului embedded. Dacă hardware-ul este corpul sistemului încorporat, atunci software-ul este sufletul sistemului încorporat. Multe limbaje de programare sunt utilizate pentru dezvoltarea sistemului încorporat. În proiectele bazate pe microcontrolere, limbajul de programare C este utilizat în cea mai mare parte. Multe limbi au fost dezvoltate pentru sistemul încorporat și fiecare limbaj de programare poate fi mai util pentru o anumită aplicație. Cu alte cuvinte, o limbă poate fi utilă pentru proiectele bazate pe control și monitorizare și poate să nu fie utilă pentru procesarea singală și condiționarea proiectelor de sistem încorporate. Următoarele limbaje de programare sunt utilizate pentru dezvoltarea sistemelor încorporate.

  • limbi Hardware ( HDL și VHDL)
  • limbi Software ( C, C++, JAVA, Andriod, Linux)
  • limbi de flux de date
  • limbi hibride

circuite de sistem încorporate interfațând cu lumea fizică:

sisteme încorporate interfață cu lumea externă prin senzori și traductoare. Senzorii pot fi de tip analogic sau digital. După cum știți, microcomputerele pot înțelege doar valorile digitale. convertoarele analogice cu cele digitale sunt utilizate pentru interfața senzorilor analogici cu procesoarele de sistem încorporate și microcontrolerele. Multe microcontrolere au construit convertoare analogice La digitale și Convertoare Digitale la analogice. De exemplu, în sistemul încorporat de monitorizare de la distanță, trebuie să interfațați senzorul de temperatură, senzorul de lumină, senzorul de umiditate și alți senzori pentru a citi valorile sale. Toți acești senzori sunt senzori analogici. Deci, trebuie să aveți nevoie de un convertor analogic la Digital. Sistemele încorporate comunică, de asemenea, cu dispozitive externe utilizând următoarele caracteristici:

  • comunicare serială
  • USB
  • comunicare I2C
  • CAN ( rețea de zonă controler)
  • Ethernet
  • Servere Web
  • porturi de intrare/ieșire digitale și analogice

tipuri de sistem încorporat:

sistemele încorporate sunt clasificate în două grupuri bazate pe performanță, cerință funcțională. În funcție de utilizarea procesoarelor și microcontrolerelor. Sistemele încorporate au două tipuri.

  1. pe baza performanței microcontrolerelor.
  2. pe baza cerințelor de performanță și funcționale.

pe baza performanței microcontrolerelor, sistemele încorporate sunt clasificate în continuare în trei grupe:

  1. sisteme integrate la scară mică.
  2. sisteme integrate la scară medie
  3. sisteme integrate la scară largă

pe baza performanței și cerințelor proiectului încorporat, sistemele încorporate sunt clasificate în patru grupuri:

  1. sisteme încorporate în timp real
  2. stand alone
  3. rețea
  4. aplicații mobile software încorporat

aplicații ale sistemului încorporat:

așa cum am menționat deja multe exemple de sisteme încorporate în începutul articolului. Domeniul încorporat are aplicații enorme în domeniul medical, industria automatizării, telefonul inteligent, televizorul inteligent, avioanele și multe altele. Lista celor mai recente proiecte de sistem încorporat din ultimul an este prezentată mai jos:

  1. sistem de control la domiciliu prin voce
  2. monitorizarea în timp Real a energiei electrice pentru a salva de la furt
  3. sistem de facturare inteligentă a energiei
  4. sistem de monitorizare a rețelei inteligente
  5. stație de rețea inteligentă
  6. protecție împotriva accidentelor în timp real folosind gsm
  7. sistem și microcontroler pic
  8. gestionarea și vizualizarea rețelei inteligente

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.