Сегодня 32-разрядные чипы заполняют самую большой сектор на рынке микроконтроллеров. Их применяют во встроенных системах. Однако можно встретить 8-ми и 16-разрядные чипы. Производитель для данного вида микроконтроллера использовал известные ядра, хорошо протестированные и усовершенствованные.
Добиться оптимального результат получилось потому, что данный продукт уже давно находится на рынке и пользуется устойчивым спросом. Уже много лет модернизируются инструменты для него. Поэтому дизайнеры могут похвастаться целым рядом идеальных компиляторов и максимально полезных библиотек, которые помогают добиться безупречных результатов по разработке программного обеспечения. Кроме того, современные системы также имеют дополнительные возможности с большим количеством функций. Это помогает еще больше расширить спектр приложений с микроконтроллерами.
К значимым факторам, которые помогают с бесперебойным развитием простейших 8- и 16-разрядных микроконтроллеров, относят рынок Интернета вещей. Так как существует множество различных гаджетов и приложений, которые работают в данной сфере, важно чтобы система могла потреблять незначительное количество энергии. В частности, это относится к умным датчикам, которые имеют беспроводную связь, также это переносимые гаджеты, информационные системы, Bluetooth-маяки и многое другое.
Как правило, подобные устройства получают подпитку от батареи. Поэтому ее пользователю хватает на достаточно длительное время для работы. К тому же, благодаря 8- и 16-разрядным микроконтроллерам вы получаете возможность устанавливать режим пониженного энергопотребления (так же и наоборот, выводить из этого режима). В таком случае работоспособность активируется лишь в необходимое время, что существенно экономит заряд.
Кроме того, стоит отметить, что у периферийных моделей новейших микроконтроллеров работа осуществляется как от процессора, так и без его помощи, выполняя при этом определенный ряд задач (будучи независимым). Таким образом потребляется мало энергии, но высвобождается вычислительная мощность для малого микроконтроллера (можно сделать так, чтобы его ядро выполняло особо важные функции).
Разрабатывать новое приложение довольно просто, благодаря интуитивно понятным и простым инструментам в настройках. Помимо этого, различные типы периферийных модулей, которые активны в микроконтроллерах, можно соединить внутри и сделать большие блоки с множеством функций. Это дает возможность реализовать максимально сложные опции. Здесь также отмечается наличие инструментов, имеющих графический и удобный интерфейс, позволяющий дизайнерам с легкостью настраивать Core Independent Peripherals (CIP).
АВР128ДБ
В данном сегменте присутствует ядро AVR® с низкой мощностью производительности. Также AVR128DB включает в себя целый ряд периферийных устройств (CIP), которые не зависят друг от друга, а также множество встроенных аналоговых периферийных устройств. Так как микроконтроллеры дают возможность работать от малого напряжения в 5В, то это минимизирует появление помех. Далее разберем периферийные устройства CIP, которые доступны в сегменте AVR128DB.
В микроконтроллеры AVR128DB входят аналого-цифровые преобразователи, а также 10-разрядные цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), часы реального времени (система RTC), генераторы ШИМ (в том числе и 12-разрядные таймеры ТСВ, адаптированные для работы в системах электропитания), интерфейсы USART, SPI и TWI, источники опорного напряжения для мельчайших измерений, компараторы и внешние прерывания на всех контактах ввода/вывода.
Кроме того, в микроконтроллерах AVR128DB встроены операционные усилители (в количестве трех штук). Благодаря работе в унисон с аналого-цифровыми преобразователями, они позволяют добиться масштабной и точной обработки входных сигналов. У микроконтроллеров, помимо этого, есть порт ввода-вывода (MVIO), он адаптирован для работы с разными логическими уровнями от 1,8В до 5,5В. Соответственно, это избавляет от надобности применения преобразователей, что ещё больше позволяет экономить спецификацию и энергию.
Система событий
Event System является мощнейшим инструментом, который уменьшает нагрузку на ядро микроконтроллера. С ним можно остановить простейшие зависимости между действиями. Ядро не нужно задействовать для условных инструкций. Например, кнопка, которая работает самостоятельно, без программного кода. Если превысить заданную разность потенциалов на компараторе, то скорее всего это приведет к тому, что сработает периферийное устройство на контакте, запустится счет и многое другое. Данная опция способна уменьшить объем кода, который нужен для работы устройства, и повысить скорость активации микроконтроллера.
Настраиваемая логическая ячейка
Это аналогичные инструменты, которые тоже отличаются активностью в режиме пониженного энергопотребления. Настраиваемая логическая ячейка дает возможность осуществлять логические действия с сигналами от внешних и внутренних источников. Также способствует передаче результатов на одно из периферийных устройств либо выходной контакт. Таким образом вы избегаете инструкций условного характера в программном коде. Данный модуль работает как логические вентили либо защелки, не тратя энергию на пробуждение.
Нулевой перекрестный детектор
Нулевой перекрестный детектор нужен тогда, когда требуется запуск прерывания. При этом сигнал переменного тока имеет пересечение с заземляющим потенциалом либо порогом нулевого напряжения (против GND микроконтроллера). Благодаря встроенной схеме микроконтроллера, есть возможность отделять напряжение от линии передачи электроэнергии (пассивные компоненты лишь токоограничивающий резистор, который подключен последовательно, и (опционально) подтягивающий резистор).
Характеристики нулевого перекрестного детектора дают возможность управлять затемнением света и регулировать нагрев, а также мониторить качество энергии либо ограничивать электромагнитные помехи в цепях, которые управляют питанием переменного тока. Периферию можно сконфигурировать, чтобы быстро определять тип превышения. Сигналу ZCD не нужна программная обработка, его можно подключить к одному из контактов ввода/вывода микроконтроллера.
Продвинутый сторожевой пес
Несмотря на то, что сейчас технологии движутся вперед, любая цифровая схема может перестать работать по абсолютно непонятной причине. Такая проблема может возникнуть, например, из-за превышенной позволительной рабочей температуры либо из-за нарушений на линии передачи электроэнергии.
Чтобы не наткнуться на такую проблему, применяют счетчики сторожевых таймеров (WDT). Они осуществляют свою работу самостоятельно и не зависят от программы. Если инструкция выполняется дольше положенного, то микроконтроллер сбрасывается.
Чтобы выполнить программу, пользователь может запрограммировать «временное окно» (если это семейство AVR128DB). В таком случае действия устройства будут остановлены, после чего перезапущены сначала. Это касается и тех случаев, когда ответ от ядра приходит слишком долго, и тех, когда очень быстро. Может быть такое, что кусок инструкции не выполнился и это повлекло за собой плохие результаты, тогда и срабатывает остановка устройства и перезапуск.
Циклическая проверка избыточности (CRC/SCAN)
Генерацию и проверку контрольных сумм используют довольно часто, чтобы обеспечить превосходную связь между схемами в микропроцессорных системах. Но стоит подчеркнуть, что в реальности такая проверка берет много вычислительной мощности рабочих схем, что значительно замедляет работу.
Это, в частности, касается 8-битных устройств, которые работают на ограниченной частоте. Производитель оснастил современные микроконтроллеры периферийными устройствами, генерирующими контрольную сумму в автоматическом режиме. Это касается и 32-битных полиномов. Далее сгенерированная контрольная сумма попадает в регистр, который доступен программе. Повышает функциональность вычисления SCAN, которая дает возможность CRC без посредников связываться с памятью микроконтроллера.
AVR128DB28-I/SS IC: микроконтроллер AVR; EEPROM: 512Б; SRAM: 16kБ; Flash: 128kБ
AVR128DB48-I/PT IC: микроконтроллер AVR; EEPROM: 512Б; SRAM: 16kБ; Flash: 128kБ
EV35L43A Ср-во разработки: Microchip AVR; AVR128DB; AC164162,AC80T88A
