Por que você precisa do desenvolvimento de microcontroladores?
O desenvolvimento de microcontroladores é essencial para criar soluções eletrônicas personalizadas, integradas, de baixo custo, baixo consumo de energia, em tempo real e com protótipos rápidos para várias aplicações. Ele permite que os engenheiros projetem dispositivos inteligentes que automatizam processos, controlam sistemas e interagem com o mundo físico de maneira eficiente.
Processo de desenvolvimento de microcontroladores
Definir tarefas de desenvolvimento
Analise e compreenda os requisitos gerais do projeto de desenvolvimento do microcontrolador. Considere fatores como ambiente do sistema, requisitos de confiabilidade, facilidade de manutenção e custo do produto para estabelecer indicadores de desempenho viáveis.
Funções do software e hardware de partição
Um sistema microcontrolador consiste em componentes de software e hardware. Em algumas aplicações, determinadas funções podem ser realizadas através de hardware ou software. A utilização de hardware pode melhorar o desempenho e a fiabilidade do sistema em tempo real, enquanto a implementação de software pode reduzir os custos do sistema e simplificar a estrutura do hardware. Por conseguinte, é necessário analisar exaustivamente estes fatores e distribuir de forma razoável a proporção das tarefas de hardware e software.
Selecione o microcontrolador desejado e outros componentes essenciais
Com base nas tarefas de projeto de hardware, escolha um microcontrolador e outros componentes essenciais que atendam aos requisitos do sistema e ofereçam boa relação custo-benefício. Esses componentes podem incluir conversores A/D e D/A, sensores, amplificadores, etc., que devem atender aos requisitos de precisão, velocidade e confiabilidade do sistema.
Projeto de hardware
Usando um software como o Protel, projete o esquema do circuito do sistema da aplicação com base nos requisitos gerais do projeto e no microcontrolador e nos componentes principais selecionados.
Design de Software
Com base no projeto geral do sistema e do hardware, determine a estrutura do programa do sistema de software, divida os módulos funcionais e, em seguida, prossiga com o projeto do programa para cada módulo.
Simulação e depuração
Após concluir o projeto do software e do hardware, integre e depure ambos os componentes. Para evitar o desperdício de recursos, utilize softwares como Keil C51 e Proteus para simulação do sistema antes de produzir placas de circuito reais. Quaisquer problemas identificados podem ser prontamente resolvidos.
Depuração do sistema
Após concluir a simulação do sistema, utilize um software de desenho como o Protel para criar o layout da placa de circuito impresso (PCB) com base no esquema do circuito. Em seguida, entregue o layout da PCB aos fabricantes relevantes para a produção da placa. Assim que as placas de circuito forem recebidas, para facilitar a substituição de componentes e a modificação do circuito, solde primeiro os soquetes de chip necessários na placa de circuito. Em seguida, use um programador para gravar o programa no microcontrolador.
Insira o microcontrolador e outros chips em seus respectivos soquetes, ligue o sistema e conecte outros dispositivos de entrada e saída. Continue com a depuração do sistema até obter sucesso.
Testes, modificações e testes com usuários
Após o teste e a verificação bem-sucedidos, entregue o sistema aos usuários para testes. Resolva quaisquer problemas reais que surjam durante a fase de teste e faça as modificações necessárias para o aprimoramento do sistema. Quando os testes forem satisfatórios, o desenvolvimento do sistema estará concluído.
Nossa capacidade de desenvolvimento de microcontroladores
- Série Atmel AVR (por exemplo, ATmega328P, ATmega8, ATtiny85)
- Série Microchip PIC (por exemplo, PIC16F877A, PIC18F4520, PIC12F683)
- Série STM8 da STMicroelectronics (por exemplo, STM8S103F3, STM8L152R8)
- Série LPC de 8 bits da NXP Semiconductors (por exemplo, LPC810, LPC1227, LPC1768)
- Série RL78 da Renesas (por exemplo, R5F10PLJ, R5F104BA)
- Série EFM8 de 8 bits da Silicon Labs (por exemplo, EFM8UB1, EFM8LB1, EFM8SB1)
- Série PSoC 4 da Cypress (por exemplo, CY8C4245AXI, CY8C4247AZI, CY8C4247LQI)
- Série MSP430 da Texas Instruments (por exemplo, MSP430G2553, MSP430FR5969, MSP430F5529)
Série ARM Cortex-M:
- Série STM32 da STMicroelectronics (por exemplo, STM32F407, STM32L476, STM32H743)
- Série LPC da NXP Semiconductors (por exemplo, LPC1768, LPC54608, LPC4330)
- Série Kinetis da NXP Semiconductors (por exemplo, MKL25Z128, MK64FN1M0, MK66FX1M0)
- Série SAM da Microchip (por exemplo, SAM D21, SAM E70, SAM V71)
- Série EFM32 da Silicon Labs (por exemplo, EFM32GG11, EFM32TG11, EFM32ZG12)
- Série nRF52 da Nordic Semiconductor (por exemplo, nRF52832, nRF52840)
- Série RX da Renesas (por exemplo, RX65N, RX130)
- Série MSP432 da Texas Instruments (por exemplo, MSP432P401R, MSP432P401M)
Série ARM Cortex-A:
- Série i.MX da NXP Semiconductors (por exemplo, i.MX 6ULL, i.MX 8M Mini, i.MX RT1060)
- Série SAMA5 da Microchip (por exemplo, SAMA5D27, SAMA5D3, SAMA5D4)
- Série AM335x da Texas Instruments (por exemplo, AM335x, AM3359, AM3352)
Outros MCUs de 32 bits:
- Série PIC32 da Microchip (por exemplo, PIC32MX, PIC32MZ, PIC32MM)
- Série AVR32 da Microchip (por exemplo, AT32UC3A, AT32UC3B)
Linguagens de desenvolvimento de microcontroladores
Linguagem de montagem
A linguagem assembly é uma linguagem de programação de baixo nível (low-level) intimamente relacionada ao hardware. Ela mapeia diretamente para a linguagem de máquina, permitindo que os programadores controlem diretamente os recursos de hardware.
linguagem C
A linguagem C é a linguagem de desenvolvimento mais utilizada para microcontroladores. É também uma linguagem de programação de alto nível e possui boa portabilidade e legibilidade. Para microcontroladores, o C incorporado é normalmente utilizado para desenvolvimento.
linguagem C++
C++ é uma linguagem de programação orientada a objetos baseada na linguagem C. Embora seja relativamente pouco utilizada no campo dos microcontroladores, alguns microcontroladores modernos começaram a suportar C++.
Linguagem Python
Embora o Python não seja comumente usado para programação tradicional de microcontroladores, alguns microcontroladores, como MicroPython e CircuitPython, suportam a linguagem Python, simplificando o desenvolvimento.