Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

अपने उत्पाद के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर चुनने पर विचार करने के लिए 12 चश्मा

अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों को दिमाग के रूप में काम करने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर या माइक्रोप्रोसेसर की आवश्यकता होती है। उन्नत उत्पादों के लिए उच्च गति प्रसंस्करण क्षमताओं (यानी एक स्मार्टफोन या टैबलेट) की आवश्यकता होती है, फिर एक माइक्रोप्रोसेसर आवश्यक है, अन्यथा एक माइक्रोकंट्रोलर आमतौर पर सबसे अच्छा समाधान होता है। उदाहरण के लिए, एक Arduino एक माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित है और एक रास्पबेरी पाई एक माइक्रोप्रोसेसर पर आधारित है।

सबसे अधिक संभावना है कि आपके इलेक्ट्रॉनिक्स डिजाइन को एक माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता है। आम तौर पर एक माइक्रोकंट्रोलर एक एकल एकीकृत सर्किट पर निर्मित कंप्यूटर के रूप में सोचा जा सकता है जिसमें एक प्रोसेसर, मेमोरी और विभिन्न परिधीय होते हैं। माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए बहुत सारे विकल्प हैं, शायद विकल्पों की एक भारी संख्या।

हालाँकि Google पर एक खोज आपको सही दिशा में आगे बढ़ा सकती है, लेकिन मैं प्रमुख इलेक्ट्रॉनिक घटक वितरकों जैसे कि Digikey, Arrow और Mouser पर माइक्रोकंट्रोलर की खोज करने की सलाह देता हूँ। यह आपको अपनी खोज को केवल उन माइक्रोकंट्रोलर्स को संकीर्ण करने की अनुमति देगा जो सक्रिय रूप से उपलब्ध हैं। यह आपको कीमतों की जल्दी तुलना करने की अनुमति भी देता है।

एक परियोजना की शुरुआत में यह उस प्रणाली के ब्लॉक आरेख को आकर्षित करने के लिए एक अच्छा विचार है जिसे आप कल्पना करते हैं। आप माइक्रोकंट्रोलर से किस तरह की चीजों को जोड़ने जा रहे हैं?

इस प्रारंभिक योजना के लिए एक सिस्टम ब्लॉक आरेख अमूल्य है और आपको बता सकता है कि परियोजना के लिए कितने इनपुट और आउटपुट (I / O) पिन और सीरियल संचार पोर्ट की आवश्यकता है।

माइक्रोकंट्रोलर्स में कई प्रकार के परिधीय शामिल हो सकते हैं। निम्नलिखित सूची कुछ विशेषताएं हैं जो आधुनिक माइक्रोकंट्रोलर पर पाई जा सकती हैं।

मेमोरी: आज उपलब्ध अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर में अंतर्निहित फ्लैश और रैम मेमोरी शामिल हैं। FLASH गैर-वाष्पशील मेमोरी है जिसका उपयोग प्रोग्राम स्टोरेज के लिए किया जाता है, और RAM अस्थिर मेमोरी है जिसका उपयोग अस्थायी स्टोरेज के लिए किया जाता है। कुछ माइक्रोकंट्रोलर में स्थायी रूप से डेटा संग्रहीत करने के लिए EEPROM मेमोरी भी शामिल है।

डिजिटल सामान्य प्रयोजन इनपुट और आउटपुट (GPIO): ये इनपुट और आउटपुट के लिए उपयोग किए जाने वाले तर्क स्तर के पिन हैं। आम तौर पर वे कुछ दसियों मिलों तक सिंक या स्रोत कर सकते हैं और खुली नाली या पुश पुल के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।

एनालॉग इनपुट: अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर में एनालॉग वोल्टेज को ठीक से पढ़ने की क्षमता होती है। एनालॉग सिग्नल को माइक्रोकंट्रोलर द्वारा एनालॉग से डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) के माध्यम से नमूना लिया जाता है।

एनालॉग आउटपुट: डिजिटल सिग्नल से एनालॉग कनवर्टर (DAC) या पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) जनरेटर के माध्यम से एनालॉग सिग्नल उत्पन्न किया जा सकता है। सभी माइक्रोकंट्रोलर में डीएसी शामिल नहीं है लेकिन वे पीडब्लूएम क्षमताओं की पेशकश करते हैं।

सर्किट प्रोग्रामिंग (ISP) में: ISP आपको माइक्रोकंट्रोलर को प्रोग्राम करने की अनुमति देता है, जबकि यह एप्लिकेशन सर्किट में स्थापित होता है, इसके बजाय इसे प्रोग्रामिंग के लिए हटाने के लिए। दो सबसे आम ISP प्रोटोकॉल JTAG और SWD हैं।

वायरलेस: यदि आपके उत्पाद को वायरलेस क्षमताओं की आवश्यकता है, तो विशेष माइक्रोकंट्रोलर उपलब्ध हैं जो ब्लूटूथ, वाईफाई, ज़िगबी, और अन्य वायरलेस मानकों की पेशकश करते हैं।

धारावाहिक संचार

सभी माइक्रोकंट्रोलर कुछ प्रकार के सीरियल संचार प्रदान करते हैं। आमतौर पर माइक्रोकंट्रोलर के साथ पेश किए जाने वाले विभिन्न धारावाहिक संचार प्रोटोकॉल नीचे वर्णित हैं:

यूनिवर्सल एसिंक्रोनस रिसिवर ट्रांसमीटर (UART) एक सीरियल पोर्ट है जो डिजिटल शब्दों को प्रसारित करता है, आमतौर पर लंबाई 7 से 8 बिट्स के बीच, एक स्टार्ट बिट और एक वैकल्पिक समता बिट और एक या दो स्टॉप बिट्स के बीच। एक UART आमतौर पर RS-232 या RS-485 जैसे अन्य मानकों के साथ प्रयोग किया जाता है।

UART सीरियल संचार का सबसे पुराना प्रकार है। UART एक अतुल्यकालिक प्रोटोकॉल है जिसका अर्थ है कि कोई घड़ी संकेत नहीं है। कई माइक्रोकंट्रोलर्स में एक UART का एक तुल्यकालिक संस्करण भी शामिल है जिसे USART कहा जाता है।

सीरियल पेरिफेरल इंटरफ़ेस (SPI): SPI का उपयोग माइक्रोकंट्रोलर और बाह्य उपकरणों के बीच कम दूरी के सीरियल संचार के लिए किया जाता है। एसपीआई एक तुल्यकालिक प्रोटोकॉल है जिसका अर्थ है कि इसमें समय के लिए एक घड़ी संकेत शामिल है। SPI एक 4 वायर मानक है जिसमें डेटा, डेटा आउट, क्लॉक और चिप सिलेक्ट सिग्नल शामिल हैं।

इंटर इंटीग्रेटेड सर्किट (I2C): I2C के रूप में भी लिखा गया I2C एक 2-वायर सीरियल बस है जिसे बोर्ड पर माइक्रोकंट्रोलर और अन्य चिप्स के बीच संचार के लिए उपयोग किया जाता है। SPI की तरह, I2C भी एक सिंक्रोनस प्रोटोकॉल है। हालांकि, SPI के विपरीत, I2C डेटा और डेटा आउट दोनों के लिए एक ही लाइन का उपयोग करता है। चिप चयन संकेत के बजाय, I2C प्रत्येक परिधीय के लिए एक अद्वितीय पते का उपयोग करता है। I2C में केवल 2 तारों का उपयोग करने का लाभ है, लेकिन यह SPI की तुलना में धीमा है।

यूनिवर्सल सीरियल बस (USB) एक मानक है जो ज्यादातर लोगों से परिचित है। USB सबसे तेज धारावाहिक संचार प्रोटोकॉल में से एक है। यह आम तौर पर बाह्य उपकरणों को जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है जिनके लिए बड़ी मात्रा में डेटा स्थानांतरण की आवश्यकता होती है।

नियंत्रक क्षेत्र नेटवर्क (CAN) एक धारावाहिक संचार मानक है जिसे विशेष रूप से मोटर वाहन अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए विकसित किया गया है।

उल्लेखनीय माइक्रोकंट्रोलर कोर

कई माइक्रोकंट्रोलर कोर हैं जिनमें कुछ कुख्यातताएं हैं और वर्णन करने लायक हैं। नीचे चार सबसे आम हैं:

एआरएम कोर्टेक्स-एम

32-बिट एआरएम कॉर्टेक्स एम सीरीज़ आज सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले माइक्रोकंट्रोलर कोर में से एक है। एआरएम वास्तव में माइक्रोकंट्रोलर नहीं बनाते और बेचते हैं, इसके बजाय वे अन्य चिप निर्माताओं को अपनी वास्तुकला का लाइसेंस देते हैं।

कई कंपनियां एसटी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, फ्राइस्केल सेमीकंडक्टर, सिलिकॉन लैब्स, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स और एटमेल सहित कॉर्टेक्स-एम माइक्रोकंट्रोलर्स की पेशकश करती हैं।

कोर्टेक्स एम सीरीज़ के माइक्रोकंट्रोलर उन उत्पादों के लिए मेरी पसंदीदा पसंद हैं जिन्हें बाज़ार में लाया जाएगा। वे कम लागत वाले, शक्तिशाली और व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

8051

8-बिट 8051 माइक्रोकंट्रोलर को इंटेल द्वारा 1980 में वापस विकसित किया गया था। यह आमतौर पर आज भी इस्तेमाल किया जाने वाला सबसे पुराना माइक्रोकंट्रोलर कोर है। 8051 वर्तमान में उन्नत आधुनिक संस्करणों में उपलब्ध है जो कम से कम 8 विभिन्न अर्धचालक विनिर्माण द्वारा बेचे जाते हैं। उदाहरण के लिए, CSR (CSR101x) से लोकप्रिय ब्लूटूथ लो-एनर्जी चिप 8051 कोर का उपयोग करता है।

पीआईसी

PIC माइक्रोचिप से माइक्रोकंट्रोलर्स का एक परिवार है। वे बहुत लोकप्रिय हैं और विकल्पों की एक विस्तृत श्रृंखला में आते हैं। पिनों की संख्या, पैकेज शैली, और चिप परिधीयों का चयन संयोजन के लगभग अंतहीन सरणी में पेश किया जाता है।

Atmel AVR

अर्मेल से एवीआर के रूप में जानी जाने वाली माइक्रोकंट्रोलर लाइन को अरुडिनो के अधिकांश संस्करणों में दिमाग होने के लिए जाना जाता है। इसलिए कई निर्माताओं के लिए यह एक Arduino से एक Atmel AVR माइक्रोकंट्रोलर के लिए एक आसान संक्रमण है। हालाँकि, मैंने पाया है कि आप आमतौर पर अन्य कोर में से एक को समान, या बेहतर, कई डॉलर सस्ता करने के लिए प्रदर्शन कर सकते हैं।

निष्कर्ष

एक बार जब आप माइक्रोकंट्रोलर का चयन कर लेते हैं तो अगला चरण माइक्रोकंट्रोलर सर्किट को डिजाइन करता है और सभी बाह्य उपकरणों को जोड़ता है। मैं इस श्रृंखला में अपने अगले लेख के लिए उस विषय पर चर्चा करूंगा।

इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद डिजाइन करने के बारे में अधिक जानना चाहते हैं? फिर मेरे विस्तृत दो भाग गाइड की जाँच करें कि कैसे एक नया इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद विकसित और प्रोटोटाइप करें।

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