Каждое электронное устройство, которое мы используем в повседневной жизни, имеет электрические и проекты электроники схемы. Эти электрические иэлектроникасхемы могут быть разработаны с использованием различных технологий, таких как вакуумтрубытехнология, транзисторная технология, интегральная схема или технология IC, микропроцессорная технология имикроконтроллертехнологии. Эти технологии могут быть реализованы с использованием дискретных электрических и электронных компонентов, интегральных схем, микропроцессоров и микроконтроллеров. В этой статье мы обсудим лучшую технологию для встраиваемых систем среди технологий IC и передовую технологию IC, такую как технология микроконтроллеров IC. Но, прежде чем продолжить, мы должны знать, что такое ИС-технология имикроконтроллерТехнология IC.
Встроенные системные технологии
IC технологии
Раньше встроенные системные устройства проектировались с использованием электронных ламп, были бы намного больше по размеру и более дорогими. Первый транзистор с точечным контактом был разработан Джоном Бардином и Вальтером Браттейном в Bell Labs в 1947 году. Затем изобретение транзисторов уменьшило и заменилогромоздкий дорогойвакуумные лампы вкомпьютерыконструкции. ВпоследствиитранзисторыИспользование уменьшило размер схем, так как эти транзисторы меньше по размеру, экономичны, быстрее в работе, надежны и потребляют меньше энергии. Схемыстроитьс использованием транзисторов и др. дискретные электронные компоненты называются дискретными схемами.
IC технологии
Революционные изменения произошли в дизайне электрические иэлектроникасхемы и компьютеры с изобретением интегральных схем или технологии IC. Интегральные схемы очень малы по размеру, очень надежны, наиболее экономичны и очень просты в использовании. Эта концепция технологии IC была представлена в 1958 году, и эта технология IC уменьшила в размерах множество электрических и электронных устройств, таких как мобильные телефоны, ноутбуки, компьютеры и многие другие устройства. Интегральную схему можно определить какнаборэлектронных схем, интегрированных на небольшую пластину из полупроводникового материала, обычно называемую кремниевым кристаллом. Каждая ИС может быть очень компактной, содержать миллиарды транзисторов и других компонентов на очень небольшой площади.
Поколения IC-технологий
Существуют разные поколения интегральных схем, классифицирован на основеномертранзисторов используется на интегральных микросхемах. Это: Малая интеграция (SSI), интегральные схемы, содержащие несколько десятков транзисторов. 1960-е годы стали свидетелями интеграции микросхем среднего масштаба (MSI), содержащих сотни транзисторов. В1970-е годы были большиемасштабная интеграция (LSI), при которой десятки тысяч транзисторов интегрированы в каждый кристалл. В 1980-х годах была очень крупномасштабная интеграция (СБИС), когда сотни тысяч транзисторов интегрированы в каждый кристалл. Кроме того, разрабатываются сверхбольшая интеграция (ULSI), интеграция более одного миллиона транзисторов на чип, интеграция в масштабе пластины (WSI), система на кристалле (SOC) и трехмерные интегральные схемы (3D-IC). Интегральные схемы, такие как 555timer IC, операционные усилители 741, CMOS, NMOS, Технология BICMOS , и так далее, рассматриваются как практические примеры технологии IC.
Типы ИС
Они разные типы интегральных схем такие как АЦП, ЦАП, усилители, ИС управления питанием, ИС часов и таймера, а также ИС интерфейсов, которые используютсязаразличные приложения для встроенных систем.
Применение технологии IC
Контроллер заряда солнечной энергии с использованием технологии IC от Edgefxkits.com
Нет-микроконтроллероснован солнечный контроллер заряда Проект представляет собой простое приложение технологии IC. В этом проекте достигается управляемый механизм зарядки, чтобы избежать недозарядки,сверх заряда, и условия глубокого разряда без использованиямикроконтроллер. Набор операционные усилители используютсяв качестве компараторов для контроля напряжения панели и тока нагрузкинепрерывно. Для индикации используются зеленый и красный светодиоды. Зеленые светодиоды используются для индикации состояния полностью заряженной батареи, а состояние зарядки, перегрузки или глубокой разрядки - красными светодиодами.
Схема солнечного контроллера заряда с использованием технологии IC от Edgefxkits.com
Силовой полупроводниковый переключатель MOSFETиспользуется, чтобы отрезатьнагрузка, если красные светодиоды указывают на низкий заряд батареи или состояние перегрузки. Если зеленые светодиодыуказыватьполностью заряженное состояниеаккумулятор, то солнечная энергия передается на фиктивную нагрузку в цепи с помощью транзистора. Таким образом, аккумулятор защищенформанад зарядкой. Этот проект можно улучшить с помощью GSM модем имикроконтроллердля достижения связи солнечной системы и диспетчерской для мониторинга состояниясистема.
МикроконтроллерIC
Микроконтроллер - это усовершенствованная ИС или интегральная схема, в которую встроены дополнительные периферийные устройства. Разработка и использование встроенные системы' Приложения растетс развитием технологий ИС, таких как микропроцессорная технология, имикроконтроллертехнологии. Недостатки транзисторной технологии, технологии IC были уменьшены с помощью передовых микропроцессорных технологий IC и микроконтроллерной технологии. Микропроцессор объединяет функции центрального процессора (ЦП) компьютера на одной или нескольких интегральных схемах. Являюсьмикроконтроллерединицу можно рассматривать какмаленький компьютерна единой интегральной схеме, состоящей из небольшого центрального процессора, кварцевого генератора, таймеров, сторожевого устройства и аналогового ввода / вывода. Существуют разные типы регистров, прерываний, которые используются для некоторых конкретных задач.Микроконтроллерыбывают разных типов, такие как микроконтроллер AVR, микроконтроллер PIC и так далее. Но обычно 8051микроконтроллер IC используется для большинства приложений встраиваемых систем.
8051 микроконтроллер
Если мы используем технологию IC, то для выполнения некоторых задач во встроенных системах требуется несколько дискретных компонентов. Если мы будем использовать передовые технологии IC, такие какмикроконтроллертехнологии, то просто написав несколько простых программных строк, мы сможем выполнять несколько задач. Таким образомномердискретных компонентов, размер схем, сложность и стоимость могут быть уменьшены во встроенных системах с помощьюмикроконтроллертехнологии.
Применение микроконтроллерной технологии
Контроллер заряда солнечной энергии с использованием микроконтроллера представляет собой типичное применение микроконтроллер расширенный ICтехнологии. Для эффективного использования солнечной энергии освещение на солнечных батареяхсистемы, включаясолнечные фонари, солнечные уличные фонари и солнечные системы освещения дома и сада используются как в сельских, так и в городских районах. Солнечная энергетическая система в основном состоит из четырех основныхсоставные части: фотоэлектрическиймодуль, аккумулятор, нагрузка и контроллер заряда солнечной батареи.
Контроллер заряда солнечных батарей с использованием микроконтроллерной технологии
Блок-схема солнечной энергосистемы с четырьмя основными блоками, использующимимикроконтроллертехнология представлена на рисунке. Среди этих четырех компонентов рассмотрим контроллер заряда солнечной батареи, использующий микроконтроллер, который играет важную роль в повышении общей производительности солнечной энергетической системы. Компоненты оборудования, используемые длясхема контроллера солнечного зарядаAT89C2051микроконтроллер, серийный ADC0831, регулятор напряжения IC7805 , силовой полупроводниковый переключатель MOSFET, ЖК-дисплей, аккумулятор, контроль заряда, датчик от заката до рассвета и контроль нагрузки.
Батареяиспользуется для обеспечения регулируемого источника постоянного тока 5 В для питаниямикроконтроллеркоторый используется для контроля напряжения батареи с помощью АЦП.Напряжение0–20 В уменьшается до V – 5 В с помощью делителя потенциала с резистором, установленным на выводе 2 АЦП, и эти значения отображаются на ЖК-дисплее. При использовании метода параллельного регулирования зарядный ток может течь ваккумулятори прекращает зарядку аккумулятора, если аккумулятор полностью заряжен. На основе входных сигналов, полученных от датчика заката до рассвета,микроконтроллерпереключает реле зарядки или нагрузки. ВЖК дисплейдвижетсямикроконтроллердля отображения сообщения о зарядке.
Схема контроллера заряда солнечной батареи с использованием микроконтроллерной технологии
Еслиаккумуляторполностью заряжен (вплоть до14V), торелезапитывается через MOSFET, чтобы прервать зарядку. Затем запустится 5-минутный таймер.к микроконтроллера на ЖК-дисплее отображается сообщение о полном заряде батареи. Если этот таймер истек, тоаккумуляторповторно подключается к солнечной панели с помощью реле, и, таким образом, зарядный ток солнечной батареи пульсирует до тех пор, покасолнечное напряжениенастоящее. Еслинапряжение солнечной панелипадает ниже напряжение на стабилитронеДатчик от заката до рассвета , томикроконтроллерполучает сигнал от датчика заката до рассвета, затем активирует нагрузку через полевой МОП-транзистор, и на ЖК-дисплее отображается сообщение о включении нагрузки. ЕслиНапряжениепадает ниже 10 В датчика от заката до рассвета, затеммикроконтроллеротключает нагрузку черезМОП-транзистор.
Лучшая технология для встраиваемых систем
В этой статье ранее использовались технологии ИС имикроконтроллерТехнология IC вместе с их примерами,типы, и практичный применениемикроконтроллер и технологии IC в приложения для встроенных систем были кратко рассмотрены. Вышеупомянутый контроллер солнечного заряда с бывшей ИС-технологией и с передовой ИС-технологией, такой какмикроконтроллерТехнология IC показывает различия между обеими технологиями. И это также показывает, что обе технологии все еще используются в соответствии с требованиями. Обе технологии имеют некоторые преимущества и недостатки при использовании во встроенных системах.
Технология IC уменьшила размер схем по сравнению с размером схемы, построенной с использованием дискретных компонентов. ПродвинутаямикроконтроллерТехнология IC уменьшает размер схем за счет замены многих интегральных схем в схеме на однумикроконтроллер IC. Таким образом, стоимость схем с технологией IC меньше, чем с дискретной или транзисторной технологией.МикроконтроллерСтоимость микросхем IC ниже по сравнению со стоимостью схем, разработанных с использованием технологии IC. Аналогичным образом для нескольких параметровмикроконтроллерТехнология предпочтительнее для встроенных систем по сравнению с технологией IC и дискретными компонентами или транзисторами.
Приложения для встроенных систем с использованием различных технологий
Фигурапоказывает приложения для встроенных систем разработан с использованием разных технологий. Для некоторых конкретных приложений встроенных систем технология IC предпочтительнее, чеммикроконтроллертехнологии. Но большинство приложений для встраиваемых систем используютмикроконтроллертехнология, поскольку она более продвинута и имеет больше преимуществ по сравнению с технологией IC. Кроме того, вам будет предоставлена техническая помощь от Edgefx technologies в выбореособая технологиядля тебя академическая проектная работа исходя из вашего интереса к встроенным системам.
