Eine Kurzbeschreibung zur IC-Technologie für Mikrocontroller und eingebettete Systeme

Jedes elektronische Gerät, das wir in unserem täglichen Leben verwenden, ist für elektrische und elektronische Projektkreise ausgelegt. Diese elektrischen und Elektronik Schaltungen können mit verschiedenen Technologien wie Vakuum entwickelt werden Rohre Technologie, Transistortechnologie, integrierte Schaltung oder IC-Technologie, Mikroprozessortechnologie und Mikrocontroller Technologie. Diese Technologien können mit diskreten elektrischen und elektronischen Komponenten, integrierten Schaltkreisen, Mikroprozessoren und Mikrocontrollern implementiert werden. In diesem Artikel werden wir über die beste Technologie für eingebettete Systeme unter den IC-Technologien und fortschrittlicher IC-Technologie, wie z. Aber vor allem, bevor wir fortfahren, müssen wir wissen, was IC-Technologie ist Mikrocontroller IC-Technologie.

Eingebettete Systemtechnologien

IC-Technologie

In früheren Tagen waren eingebettete SystemgeräteDie Verwendung von Vakuumröhren wäre sehr viel größer und teurer. Der erste Punktkontakttransistor wurde 1947 von John Bardeen und Walter Brattain in den Bell Labs entwickelt. Dann wurde die Erfindung der Transistoren reduziert und ersetzt sperrig teuer Vakuumröhren in Computers Designs. Anschließend wird die Transistoren Die Verwendung reduzierte die Größe der Schaltungen, da diese Transistoren weniger groß, kostengünstiger, schneller und zuverlässiger sind und sehr wenig Strom verbrauchen. Schaltungen bauen Die Verwendung von Transistoren und anderen diskreten elektronischen Komponenten wird als diskrete Schaltungen bezeichnet.

IC-Technologie

Revolutionäre Änderungen wurden beim Design von elektrischen und elektrischen Geräten vorgenommen Elektronik Schaltungen und Computer mit der Erfindung vonintegrierte Schaltungen oder IC-Technologie. Integrierte Schaltungen sind sehr klein, sehr zuverlässig, äußerst wirtschaftlich und sehr einfach zu bedienen. Dieses Konzept der IC-Technologie wurde 1958 eingeführt. Diese IC-Technologie miniaturisierte viele elektrische und elektronische Geräte wie Mobiltelefone, Laptops, Computer und viele andere Geräte. Integrierte Schaltung kann als a definiert werden einstellen von elektronischen Schaltungen auf einem kleinen integriertHalbleitermaterialplatte, typischerweise als Siliziumchip bezeichnet. Jeder IC kann sehr kompakt sein und enthält zahlreiche Milliarden Transistoren und andere Komponenten auf kleinstem Raum.

Generationen der IC-Technologie

Es gibt verschiedene Generationen von integrierten Schaltkreisen, die auf der Basis der klassifiziert werden Nummer von Transistoren, die auf integrierten Schaltungschips verwendet werden. Sie sind: Small Scale Integration (SSI), integrierte Schaltungen, die einige zehn Transistoren enthalten. In den 1960er-Jahren erlebten wir die Integration von integrierten Schaltkreisen (MSI) mit Hunderten von Transistoren. Im 1970er Jahre war es groß Skalenintegration (LSI), wobei Dutzende vonAuf jedem Chip sind Tausende von Transistoren integriert. In den 1980er Jahren gab es eine sehr große Integration (VLSI), bei der auf jedem Chip Hunderttausende Transistoren integriert sind. Außerdem werden Ultra-Large-Scale-Integration (ULSI), mehr als eine Million Transistoren pro Chip, Wafer-Scale-Integration (WSI), System-on-Chip (SOC) und dreidimensionale integrierte Schaltungen (3D-IC) entwickelt. Integrierte Schaltungen wie 555-Takt-IC, 741-Operationsverstärker, CMOS-, NMOS-, BICMOS-Technologie usw. werden als praktische Beispiele für die IC-Technologie betrachtet.

Arten von ICs

Es werden verschiedene Arten von integrierten Schaltungen wie ADC, DAC, Verstärker, Power Management-ICs, Takt- und Timer-ICs und Schnittstellen-ICs verwendet zum verschiedene Embedded-Systemanwendungen.

Anwendung der IC-Technologie

Solarladeregler mit IC

Nicht-Mikrocontroller basiertes Solarladereglerprojekt ist eine einfache Anwendung der IC-Technologie. In diesem Projekt wird ein kontrollierter Lademechanismus erreicht, um eine Unterladung zu vermeiden. über Gebührund Tiefentladungsbedingungen ohne Gebrauch Mikrocontroller. Eine Reihe von Operationsverstärkern werden verwendet als Komparatoren für die Spannung der Überwachungstafel und den Laststrom ständig. Zur Anzeige dienen grüne und rote LEDs. Grüne LEDs zeigen an, dass der Akku vollständig aufgeladen ist. Unter geladenen oder überladenen Bedingungen oder Tiefentladungszuständen werden rote LEDs angezeigt.

Solarladeregler-Schaltung mit IC

Leistungshalbleiterschalter MOSFET wird zum Abschneiden verwendet Belastung, wenn rote LEDs einen schwachen Akku oder Überlastungszustand anzeigen. Wenn grüne LEDs zeigen voll aufgeladener Zustand von Batteriewird die Solarenergie unter Verwendung eines Transistors zu einer Scheinlast in der Schaltung umgeleitet. Somit ist die Batterie geschützt bilden über Aufladung. Dieses Projekt kann mit a weiterentwickelt werden GSM-Modem und Mikrocontroller Kommunikation Solaranlage und Kontrollraum für die Überwachung des Status der System.

Mikrocontroller IC

Der Mikrocontroller ist ein fortgeschrittener IC oder integrierter Schaltkreis, der mit zusätzlichen Peripheriegeräten ausgestattet ist. Die Entwicklung und Nutzung der eingebetteten Systeme “Anwendungen nehmen zu mit dem Fortschritt in IC-Technologien wie der Mikroprozessor-Technologie und Mikrocontroller Technologie. Nachteile der Transistortechnologie, der IC-Technologie, wurden mit den fortschrittlichen IC-Technologien Mikroprozessor- und Mikrocontroller-Technologie verringert. Ein Mikroprozessor integriert Funktionen der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) eines Computers in einer einzelnen oder wenigen integrierten Schaltungen. Ein mMikrocontroller Einheit kann als a behandelt werden kleiner Computer auf einem einzigen integrierten Schaltkreis, der aus a bestehtkleine Zentraleinheit, Quarzoszillator, Timer, Watchdog und analoge E / A Es gibt verschiedene Arten von Registern, also Interrupts, die für bestimmte Aufgaben verwendet werden. Mikrocontroller Es gibt verschiedene Typen wie AVR-Mikrocontroller, PIC-Mikrocontroller usw. Aber typischerweise 8051 Mikrocontroller IC wird für die meisten Embedded-System-Anwendungen verwendet.

8051 Mikrocontroller

Wenn wir die IC-Technologie verwenden, ist eine Vielzahl diskreter Komponenten erforderlich, um einige Aufgaben in eingebetteten Systemen auszuführen. Wenn wir fortschrittliche IC-Technologie verwenden, wie z Mikrocontroller Technologie, dann können Sie durch das Schreiben einiger einfacher Programmierzeilen mehrere Aufgaben erledigen. Und so kam es dass der Nummer von diskreten Komponenten können die Größe der Schaltungen, die Komplexität und die Kosten in eingebetteten Systemen durch Verwendung reduziert werden Mikrocontroller Technologie.

Anwendung der Mikrocontroller-Technologie

Solarladeregler mit Mikrocontroller ist eine typische Anwendung von Mikrocontroller erweiterter IC Technologie. Um die Solarenergie effizient zu nutzen, ist eine solarbetriebene Beleuchtung erforderlich Systeme einschließlich Solarlaternen, Solarstraßenlaternen und Solarhaus- und Gartenbeleuchtungssysteme werden sowohl in ländlichen als auch in städtischen Gebieten eingesetzt. Solarstromanlagen bestehen hauptsächlich aus vier großen Komponenten: Photovoltaik Modul, Akku, Last und Solarladeregler.

Solarladeregler mit Mikrocontroller-Technologie

Das Blockschaltbild einer Solarstromanlage mit vier Hauptblöcken Mikrocontroller Die Technologie ist in der Abbildung dargestellt. Betrachten Sie unter diesen vier Komponenten den Solarladeregler mit Mikrocontroller, der eine wichtige Rolle bei der Steigerung der Gesamtleistung der Solarstromanlage spielt. Die verwendeten Hardwarekomponenten für Solarladeregler-Schaltung sind AT89C2051 Mikrocontroller, serieller ADC0831, Spannungsregler IC7805, Leistungshalbleiterschalter-MOSFET, LCD-Anzeige, Akku, Ladesteuerung, Dämmerungssensor und Laststeuerung.

Eine Batterie wird verwendet, um eine geregelte 5-V-Gleichspannungsversorgung zum Einschalten des Geräts bereitzustellen Mikrocontroller dient zur Überwachung der Batteriespannung mit ADC. Die Spannung von 0V-20V wird mit a auf V-5V verkleinertPotentialteiler mit einer Widerstandsanordnung am Pin 2 des ADC und diese Werte werden auf der LCD-Anzeige angezeigt. Mit einer parallelen Regelungstechnik kann der Ladestrom in den Strom fließen Batterie und beendet das Laden des Akkus, wenn der Akku vollständig aufgeladen ist. Basierend auf den Eingangssignalen, die vom Dämmerungssensor bis zum Morgengrauen empfangen werden, wird der Mikrocontroller schaltet das Lade- oder Lastrelais. Das LCD Bildschirm wird vom getrieben Mikrocontroller Lademeldung anzeigen.

Solarladeregler-Schaltung mit Mikrocontroller-Technologie

Wenn die Batterie ist voll aufgeladen (bis zu 14V) Relais wird durch MOSFET erregt, um das Laden zu unterbrechen. Dann wird der 5-Minuten-Timer gestartet durch Mikrocontroller und LCD zeigt die Meldung als vollen Akku an. Wenn dieser Timer abgelaufen ist, wird der Batterie wird über ein Relais wieder mit dem Solarpanel verbunden, und der Solarladestrom wird solange gepulst Sonnenspannung ist anwesend. Wenn die Solarpanel-Spannung fällt unter Zenerdiode Spannung von der Dämmerung bis zum Morgengrauen Sensor, dann die Mikrocontroller empfängt ein Signal vom Dämmerungssensor bis zum Morgengrauen, aktiviert dann die Last über den MOSFET und eine Last EIN-Meldung wird auf dem LCD-Display angezeigt. Ob Stromspannung fällt unter 10V der Dämmerung bis zum Morgengrauen-Sensor, dann die Mikrocontroller schaltet die Last durch MOSFET.

Beste Technologie für eingebettete Systeme

In diesem Artikel wurde früher die IC-Technologie und Mikrocontroller IC-Technologie mit ihren Beispielen, Typenund praktische Anwendung von Mikrocontroller Die IC-Technologie in Embedded-System-Anwendungen wurde kurz erörtert. Die oben genannten Solarladeregler wurden mit der früheren IC-Technologie und mit fortschrittlicher IC-Technologie wie z Mikrocontroller Die IC-Technologie zeigt Unterschiede zwischen den beidenTechnologien. Und es zeigt sich auch, dass beide Technologien je nach Anforderung noch verwendet werden. Beide Technologien haben bei eingebetteten Systemen einige Vor- und Nachteile.

Die IC-Technologie reduzierte die Größe der Schaltungen im Vergleich zu der Schaltungsgröße, die mit diskreten Komponenten aufgebaut wurde. Ein fortgeschrittenes Mikrocontroller Die IC-Technologie reduziert die Größe von Schaltungen, indem viele integrierte Schaltungen in der Schaltung durch eine einzige ersetzt werden Mikrocontroller-IC. Somit sind die Kosten der Schaltungen mit der IC-Technologie geringer als die Diskrete- oder Transistortechnologie. Mikrocontroller Die Kosten für IC-Schaltungen sind im Vergleich zu den Kosten für Schaltungen mit IC-Technologie geringer. Ähnlich gilt für mehrere Parameter Mikrocontroller Im Vergleich zu IC-Technologie und diskreter Bauelement- oder Transistortechnologie ist die Technologie für eingebettete Systeme vorzuziehen.

Embedded-Systemanwendungen mit verschiedenen Technologien

Zahl zeigt eingebettete Systemanwendungen, die mit unterschiedlichen Technologien entwickelt wurden. Für einige spezifische Anwendungen eingebetteter Systeme ist die IC-Technologie vorzuziehen Mikrocontroller Technologie. Die meisten eingebetteten Systemanwendungen nutzen jedoch Mikrocontroller Technologie, da sie fortgeschrittener ist und gegenüber der IC-Technologie mehr Vorteile bietet. Darüber hinaus erhalten Sie technische Hilfe von Edgefx-Technologien bei der Auswahl bestimmte Technologie für Ihre wissenschaftliche Projektarbeit basierend auf Ihrem Interesse an eingebetteten Systemen


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