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云云周边何其多,如何适当地选择适合您的微控制器
 

【作者: 楊雲樟】2019年05月24日 星期五

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自从Intel 公司在 1971 年发表了全球第一颗的4-bit微处理器 4004,它内建 2300 个电晶体采用当时最先进的 Intel 10微米的制程,迄今已逾 48 个年头。当然以摩尔定律的理论来推估每隔 18 个月半导体的制程、性能便会增加一倍。以这趋势的走向,也适用於微处理控制器使其功能已今非昔比。20 年前 Intel 的8051 几??是每位工程师在学校所接触到的第一颗微控制器,当下它几??就是一本微控制器的圣经。


翻开微控制器的制造商的历史也是道尽沧桑充满了传奇故事。以前耳熟能详的厂商像 Zilog, NS, Motorola, Toshiba 等等着名的半导体公司或部门不是消失了就是被合并。如今最现实的市场演变是大者恒大的效应,再加上微处理控制器在制程及功能上已非昔日可比,小小一颗微控制器能挤入的周边实在难以想像,但这也让这些新的微控制器能够扛下更多的应用也而无须添加额外的周边或加元件以降低整体的成本。


以8-bit MCU市占率第一的 Microchip 来说,新款的 MCU 除了基本的核心、记忆体及标准的周边配备外,有众多的 MCU 还配有类比元件的周边。下图是 Microchip 所列出的 PIC® 和AVR® MCU 周边一览表。



看一下此图表,从左至右的类比周边从基本的 8到 12-bit ADC、电压比较器、斜率补偿、叁考电压、运算放大器等,超过60种的周边可供选择。当然这些周边不可能是整合在同一颗 MCU里的,它会依使用的功能需求做一些周边的整合。


问题来了,如何找到最适合的 MCU 来贴近应用的周边需求呢?当然,Microchip 推出种类众多的周边相对的也要有适当的工具让设计师能轻松的来选用 MCU。个人推荐使用 Microchip Advanced Part Selector (MAPS) 的选件工具,可以直接线上操作非常方便: www.microchip.com/maps/Microcontroller.aspx



只要点选所需使用到的周边就可以寻找出适用的 MCU 来,使用非常方便。另外也可以使用网站上所提供的周边快速叁考手册中寻找所需周边的 MCU,例如:www.microchip.com/design-centers/8-bits



MCU 找到了,相关所需要的周边也有了。可是现在要面对这麽多样的周边设定及连线也是个困扰。尤其是一些独立於核心外的进阶周边 (Core Independent Peripherals) 多半是使用 MCU 内部的连线设计,这使的初始化设定成为一项挑战。有幸的是 Microchip 也适时地提供一功能强大图形视觉化的设定软体 MPLAB® Code Configurator (MCC)。在MPLAB X IDE 下开启 MCC 後,将所要使用的周边模组一一加入到专案中并透过图形化界面来做设定及内部的连线规划。用 MCC 规划完成後只要按下一个程式码产生按键 (Generate) 即可自动产生周边的函数及初始设定。此时你只要在 main.c 的主函数下开始转写你所需的程式。


底下便是一个使用 MCC 做规划的范例。下图是一个 SEPIC 交换式恒定电流控制的车用 LED 照明。图中运算放大 OPA1 做为 LED 的恒流控制,正端输入为叁考电压 FVR 及 数位至类比转换器 DAC1 的电压。OPA1 做误差放大後送给斜率补偿器 PRG 後再与峰值电流做比较以控制互补输出产生器 COG 的 PWM 周期的结束。另有 PWM5 及 PWM6 产生 330KHz 及 1KHz 的PWM 一起送入资料讯号调变DSM 後产生 COG PWM 的初始工作周期。



如有任何选择微控制器的相关问题,欢迎与我们经验丰富的设计团队联系。


作者 杨云樟 Microchip应用工程师


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