Какой выбрать микроконтроллер?

October 6, 2012 by admin Комментировать »

   Какой МК выбрать любителям

   Если вспомнить олимпийский девиз: «Быстрее, выше, сильнее» (лат. «Citius, Altius, Fortius»), то применительно к МК он прозвучит так: «Выше тактовая частота, больше объём памяти, меньше энергопотребление». Но не надо в спешке выбирать по каталогу самую «крутую» микросхему. Это не поможет. Радиолюбительская практика ограничивается тремя важными факторами: стоимостью, технологией пайки, доступностью программного обеспечения.

   Стоимость ультрасовременных «навороченных» МК доходит до нескольких десятков долларов США. В простых любительских конструкциях нет смысла ориентироваться на большие деньги. Одну и ту же не очень сложную задачу дешёвый и дорогой М К решают с одинаковым успехом. Зачем платить больше?

   Технология пайки, как ни парадоксально, может стать большой преградой в применении высокопроизводительных МК. Дело в том, что они выпускаются

   в корпусах SOIC, QFP, рассчитанных на автоматизированный поверхностный монтаж. Расстояние между выводами составляет 0.5… 1.27 мм. Не каждый монтажник без специальных приспособлений и микроскопа сможет качественно запаять все 44…208 выводов такой микросхемы.

   В домашних условиях имеется большой риск повредить и сам чип, и тонкие дорожки печатной платы. Следовательно, двухрядная чёрная китайская панелька с шагом между выводами 2.54 мм останется ещё долгое время объективной реальностью в радиолюбительском деле.

   Если всё-таки понадобится использовать более совершенный МК, то стоит задуматься о приобретении так называемого «отладочного комплекта». Он состоит из печатной платы, на которой уже распаяны: МК, кварцевый резонатор, стабилизатор питания, разъёмы для подключения периферийных устройств, а зачастую и ЖК-индикатор с кнопочной тастатурой. Кроме того, в комплект поставки входят средства проектирования — программный компилятор и отладчик. В целом получается хороший стартовый набор при относительно небольшой цене от 15 до 100 долларов США в зависимости от периферии.

   Программное обеспечение для МК должно быть, как минимум, доступным и, как максимум, бесплатным. Многие фирмы-изготовители преднамеренно засекречивают схемы программаторов, вводят непомерно высокую плату за компиляторы и библиотеки функций. Это резко сужает сферу применения, ведь, чем меньше людей имеют свободный доступ к информации, тем меньше рекламы, меньше примеров электрических схем, меньше текстов программ и реальных конструкций для повторения.

   Житейская мудрость определила ряд здоровых принципов отбора МК. Во-первых, не гнаться за экзотикой, во-вторых,не связываться с единственным семейством, в-третьих, не экономить на средствах отладки и программирования. Теперь понятно, почему на сегодняшний день наиболее популярными среди любителей являются 8-битные МК семейств ATmega, ATtiny, PIC 12, PIC 16, PIC 18. Сравнительно низкие цены, доступность на рынке, хорошие технические характеристики, наличие микросхем в DIP-корпусе, множество учебников и примеров — вот залог успеха.

   Какой МК выбрать профессионалам

   Инженеры, по долгу службы занимающиеся разработкой аппаратуры для встраиваемых применений, могут позволить себе роскошь «ни в чём не отказывать» (конечно, в разумных пределах). Проблемы стоимости, технологии производства и доступности элементной базы отходят на второй план. Действительно, управляющий МК в сложных комплексах является далеко не самым дорогим элементом, хотя именно от него во многом зависят эксплуатационные характеристики изделия и успешность продаж на рынке. Критериями отбора для профессионального разработчика служат следующие факторы: технические параметры, лицензионная чистота программного обеспечения, удобство в обслуживании.

   Технические параметры выбираемого МК должны обеспечивать выполнение требований задания на разработку. Например, если изделие предназначено для

   Таблица 1.1. Рекомендации по выбору МК

   Главный параметр

   Рекомендуемые МК разрядностью 8/16/32 бита

   Быстродействие

   Atmel ARM, NXP LP210x, Microchip PIC24/dsPIC, Ubicom SX

   Помехозащищённость

   NXP LP2xxx, Microchip PIC (модели после 2003 г.)

   Экономичность

   Texas Instruments MSP430, Microchip P1CI2/16/18

   Миниатюрность

   Microchip PIC 10/12, Atmel ATtiny

   Универсальность

   Atmel ATmega, Microchip PIC 18, Silicon Laboratories C8051F

   Кри птоустойч и вость

   Texas Instruments TMS320F, Atmel AT91SO, Atmel ATXmcga

   Электромагнитная совместимость

   STMicroelectronics STR71xF

   установки в автомобиль, то придётся искать МК с расширенным диапазоном температур —40…+ 125°С и, желательно, с наличием интерфейса CAN. Если требуется быстрая реакция на внешнее воздействие или прогнозируются сложные математические расчёты, то понадобится высокоскоростной МК с разрядностью 16 или 32 бита. Если проектируется миниатюрное изделие с батарейным питанием, то лучше применить микромощный МК в компактном SMD-корпусе, способный работать при пониженном напряжении и малой тактовой частоте.

   В Табл. 1.1 приведены некоторые рекомендации по выбору МК. Понять их суть можно на примере микросхемы STR710FZ1T6 фирмы STMicroelectronics, которая рекомендуется для устройств с низким электромагнитным излучением (ЭМИ). В её даташите имеется специальный раздел «ЕМС characteristics», где приводятся уровни паразитного излучения МК по частотным диапазонам. Это даёт основание полагать, что на заводе-изготовителе серьёзно подходят к проблемам электромагнитной совместимости и периодически проверяют соответствие параметров, т.е. гарантируют их. Не исключено, что продукция других фирм тоже имеет показатели ЭМИ не хуже, но ведь об этом в их даташитах ничего не написано, значит, в Табл. 1.1 таким МК путь «заказан».

   Таблица 1.1. Рекомендации по выбору МК

   Лицензионная чистота программного обеспечения — это «больное место» многих разработок на малых и средних по численности предприятиях. Любая сколько-нибудь серьёзная проверка приводит к штрафам. Закон о нарушении авторских прав предусматривает весьма строгие наказания.

   Если изделие простое и программист использует бесплатно поставляемый фирменный Ассемблер, то проблем нет. Здесь и исходный код можно продемонстрировать, и «вживую» откомпилировать проект в присутствии представителя контролирующей организации. Хуже обстоит дело с языками высокого уровня, для которых через Интернет обычно доступны только демо-версии коммерческих компиляторов с весьма урезанными возможностями. Полные версии фирменных компиляторов стоят денег (и немалых), что делает их покупку экономически убыточным при малых партиях изготавливаемой продукции.

   На помощь может прийти смена семейства МК и перевод исходных листингов в среду свободно распространяемых программных продуктов. В частности, для AVR-контроллеров используют бесплатный Си-компилятор AVR-GCC, входящий в пакет WinAVR [1-8], а для PIC-контроллеров в простых случаях годится демо-версия компилятора MikroC фирмы mikroElektronika [1-9], имеющая лимит на длину кода, но без ограничения действия во времени.

   

   Удобство в обслуживании является важной составляющей коммерческого успеха. Не секрет, что программисты, как и все обычные люди, допускают ошибки. Для их исправления, а также для удовлетворения эксклюзивных запросов и пожеланий капризных заказчиков, приходится «на ходу» изменять алгоритм работы устройства. Применительно к МК это означает, что надо перепрограммировать его внутреннее флэш-ПЗУ.

   Чтобы не отправлять постоянно «гонцов» в командировки с программатором в кейсе, практикуют удалённую смену прошивок через Интернет. Однако для этого следует ещё на начальном этапе разработки выбрать такой тип МК, который имеет функцию самопрограммирования («BootLoader»). В любительских конструкциях столь щепетильный подход не обязателен, хотя и всячески приветствуется.

   Завершает тему выбора МК график распределения индексов популярности, приведенный на Рис. 1.11. Это постоянно обновляемая интернет-статистика, составленная по оценкам электронщиков Рунета за последние несколько лет. Было бы большим заблуждением устанавливать на основании указанных процентов какие-либо ограничительные перечни по применению тех или иных моделей М К. Но общее направление подмечено верно.

   

Источник:
Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. (Выпуск 1)

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты