Зачем нужна разработка микроконтроллеров?
Разработка микроконтроллеров необходима для создания индивидуальных, встроенных, недорогих, энергоэффективных, работающих в режиме реального времени и быстро прототипируемых электронных решений для различных применений. Она позволяет инженерам проектировать интеллектуальные устройства, которые автоматизируют процессы, управляют системами и эффективно взаимодействуют с физическим миром.
Процесс разработки микроконтроллера
Определить задачи развития
Проанализируйте и поймите общие требования проекта по разработке микроконтроллера. Учтите такие факторы, как системная среда, требования к надежности, ремонтопригодность и стоимость продукта, чтобы установить реалистичные показатели производительности.
Функции программного и аппаратного обеспечения для разбиения на разделы
Система микроконтроллера состоит из программных и аппаратных компонентов. В некоторых приложениях определенные функции могут быть реализованы с помощью аппаратного или программного обеспечения. Использование аппаратного обеспечения может повысить производительность и надежность системы в режиме реального времени, а реализация с помощью программного обеспечения может снизить стоимость системы и упростить структуру аппаратного обеспечения. Поэтому необходимо всесторонне проанализировать эти факторы и разумно распределить долю задач, выполняемых аппаратным и программным обеспечением.
Выберите желаемый микроконтроллер и другие ключевые компоненты
На основе задач по проектированию аппаратного обеспечения выберите микроконтроллер и другие ключевые компоненты, которые соответствуют системным требованиям и обеспечивают экономическую эффективность. Эти компоненты могут включать АЦП и ЦАП, датчики, усилители и т. д., которые должны соответствовать требованиям системы по точности, скорости и надежности.
Проектирование аппаратного обеспечения
Используя программное обеспечение, такое как Protel, разработайте схему цепи прикладной системы на основе общих требований к конструкции и выбранного микроконтроллера и ключевых компонентов.
Проектирование программного обеспечения
На основе общей концепции системы и аппаратного обеспечения определите структуру программного обеспечения, разделите функциональные модули, а затем приступите к разработке программ для каждого модуля.
Моделирование и отладка
После завершения проектирования программного обеспечения и аппаратного обеспечения интегрируйте и отладьте оба компонента. Чтобы избежать растраты ресурсов, используйте программное обеспечение, такое как Keil C51 и Proteus, для моделирования системы перед изготовлением реальных печатных плат. Любые выявленные проблемы могут быть оперативно устранены.
Отладка системы
После завершения системного моделирования используйте программное обеспечение для рисования, такое как Protel, чтобы создать макет печатной платы (PCB) на основе схемы цепи. Затем передайте макет PCB соответствующим производителям для изготовления плат. После получения печатных плат, чтобы облегчить замену компонентов и модификацию схемы, сначала припаяйте необходимые разъемы для микросхем к печатной плате. Затем с помощью программатора запишите программу в микроконтроллер.
Вставьте микроконтроллер и другие чипы в соответствующие разъемы, включите систему и подключите другие устройства ввода и вывода. Продолжайте отладку системы до успешного завершения.
Тестирование, модификация и пользовательские испытания
После успешного тестирования и проверки передайте систему пользователям для испытаний. Устраните все фактические проблемы, возникшие на этапе испытаний, и внесите необходимые изменения для доработки системы. После успешного тестирования разработка системы считается завершенной.
Наши возможности в области разработки микроконтроллеров
- Серия Atmel AVR (например, ATmega328P, ATmega8, ATtiny85)
- Серия Microchip PIC (например, PIC16F877A, PIC18F4520, PIC12F683)
- Серия STMicroelectronics STM8 (например, STM8S103F3, STM8L152R8)
- Серия NXP Semiconductors 8-bit LPC (например, LPC810, LPC1227, LPC1768)
- Серия Renesas RL78 (например, R5F10PLJ, R5F104BA)
- 8-разрядная серия EFM8 от Silicon Labs (например, EFM8UB1, EFM8LB1, EFM8SB1)
- Серия Cypress PSoC 4 (например, CY8C4245AXI, CY8C4247AZI, CY8C4247LQI)
- Серия Texas Instruments MSP430 (например, MSP430G2553, MSP430FR5969, MSP430F5529)
Серия ARM Cortex-M:
- Серия STM32 от STMicroelectronics (например, STM32F407, STM32L476, STM32H743)
- Серия LPC от NXP Semiconductors (например, LPC1768, LPC54608, LPC4330)
- Серия Kinetis от NXP Semiconductors (например, MKL25Z128, MK64FN1M0, MK66FX1M0)
- Серия SAM от Microchip (например, SAM D21, SAM E70, SAM V71)
- Серия EFM32 от Silicon Labs (например, EFM32GG11, EFM32TG11, EFM32ZG12)
- Серия nRF52 от Nordic Semiconductor (например, nRF52832, nRF52840)
- Серия RX от Renesas (например, RX65N, RX130)
- Серия MSP432 от Texas Instruments (например, MSP432P401R, MSP432P401M)
Серия ARM Cortex-A:
- Серия i.MX от NXP Semiconductors (например, i.MX 6ULL, i.MX 8M Mini, i.MX RT1060)
- Серия SAMA5 от Microchip (например, SAMA5D27, SAMA5D3, SAMA5D4)
- Серия AM335x от Texas Instruments (например, AM335x, AM3359, AM3352)
Другие 32-разрядные микроконтроллеры:
- Серия PIC32 от Microchip (например, PIC32MX, PIC32MZ, PIC32MM)
- Серия AVR32 от Microchip (например, AT32UC3A, AT32UC3B)
Языки разработки микроконтроллеров
язык ассемблера
Ассемблер — это низкоуровневый (низкоуровневый) язык программирования, тесно связанный с аппаратным обеспечением. Он напрямую сопоставляется с машинным языком, позволяя программистам напрямую управлять аппаратными ресурсами.
язык программирования C
Язык C является наиболее распространенным языком разработки для микроконтроллеров. Он также является языком программирования высокого уровня и обладает хорошей переносимостью и читаемостью. Для микроконтроллеров обычно используется встроенный C.
язык C++
C++ — это объектно-ориентированный язык программирования, основанный на языке C. Хотя он относительно редко используется в области микроконтроллеров, некоторые современные микроконтроллеры начали поддерживать C++.
язык Python
Хотя Python обычно не используется для традиционного программирования микроконтроллеров, некоторые микроконтроллеры, такие как MicroPython и CircuitPython, поддерживают язык Python, что упрощает разработку.