微控制器應用
由於目前的微控制器具有足夠高的計算能力,只需要一個小的微電路就可以實現一個功能齊全的器件,而且體積小,而且功耗低,直接完成器件的價格越來越低.
因此,在完全不同設備的電子單元中隨處可見微控制器:計算機主板、DVD 驅動器、硬盤和固態驅動器的控制器、計算器、洗衣機、微波爐、電話、吸塵器的控制面板吸塵器、洗碗機、室內家用機器人、 可編程繼電器和PLC, 在機器控制模塊等
不管怎樣,如果沒有至少一個內置微控制器,今天幾乎沒有任何現代電子設備可以做到這一點。
雖然 8 位微處理器已成為過去,但 8 位微控制器在今天仍被廣泛使用。有許多應用根本不需要高性能,但關鍵因素是最終產品的低成本。當然,還有更強大的微控制器能夠實時處理大量數據流(例如視頻和音頻)。
以下是微控制器外圍設備的簡短列表,您可以從中得出有關這些小型芯片適用的可能領域和可用領域的結論:
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配置為輸入或輸出的通用數字端口;
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各種 I/O 接口:UART、SPI、I? C、CAN、IEEE 1394、USB、以太網;
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數模和模數轉換器;
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比較器;
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脈衝寬度調製器(PWM 控制器);
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計時器;
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無刷(和步進)電機控制器;
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鍵盤和顯示控制器;
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射頻發射器和接收器;
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內置閃存陣列;
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內置看門狗定時器和時鐘發生器。
正如您已經了解的那樣,微控制器是一個小型微電路,上面安裝了一台小型計算機。這意味著在一個小芯片內部有一個處理器、ROM、RAM 和外圍設備,它們能夠相互交互並與外部組件交互,您只需要將程序加載到微電路中即可。
該程序將確保微控制器按預期運行——它將能夠根據正確的算法控制周圍的電子設備(特別是:家用電器、汽車、核電站、機器人、太陽能跟踪器等)。
微控制器的時鐘頻率(或總線速度)反映了微控制器在單位時間內可以執行多少計算。因此,微控制器的性能及其消耗的功率隨著總線速度的增加而增加。
微控制器的性能以每秒數百萬條指令來衡量——MIPS(每秒百萬條指令)。因此,流行的 Atmega8 控制器在每個時鐘週期執行一條完整的指令,可實現每 MHz 1 MIPS 的性能。
同時,來自不同系列的現代微控制器用途廣泛,同一控制器經過重新編程後可以控製完全不同的設備。不可能將自己局限於一個領域。
這種通用控制器的一個例子是相同的 Atmega8,它們在其上組裝:定時器、時鐘、萬用表、家庭自動化指示器, 步進電機驅動器 ETC。
在流行的微控制器製造商中,我們注意到:Atmel、Hitachi、Intel、Infineon Technologies、Microchip、Motorola、Philips、Texas Instruments。
微控制器主要根據控制器的算術邏輯設備處理的數據的位數進行分類:4、8、16、32、64 位。如上所述,8 位具有很大的市場份額(價值約 50%)。接下來是 16 位微控制器,然後是用於信號處理的 DSP 控制器(均佔市場的 20%)。