Микроконтроллер STMicroelectronics

Введение

В современном обществе по мере познания им природы все более возрастает роль измерений. Соответственно непрерывно увеличивается объем измерительной информации – информации о значениях измеряемых физических величин, повышаются требования к качеству и способам ее обработки и использования.

Наибольшее распространение в современной науке и технике получают цифровые измерительные приборыи преобразователи, используемые для измерений, дистанционной передачи измерительной информации, в качестве промежуточных преобразователей для ввода информации в цифровые вычислительные машины и др.

Основные требования, предъявляемые к средствам измерений - это высокая точность; быстродействие; возможность автоматизации процесса измерений; представление результатов измерений в форме, удобной дляобработки, в том числе с помощью ЭВМ; малые габариты и вес; высокая надежность.

Разрешить проблему сочетания точности и быстродействия позволили цифровые приборы. Цифровыми измерительными приборами называются приборы, осуществляющие автоматически в процессе измерения операции квантования измеряемой величины, ее цифровое кодирование и представление результатов измерения в цифровой форме непосредственном в виде числа или кода.

Отсутствие подвижных частей в приборах позволило резко увеличить их надежность и долговечность. Представление измерительной информации в цифровой форме дает возможность обработки ее в ЭВМ. Сравнительно легко осуществляется автоматизация процесса измерений.

Несмотря на схемные и конструктивные особенности, принцип построения цифровых приборов одинаков

 

Светодиоды

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

 

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.

При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

 

Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа AIIIBV (например, GaAs или InP) и AIIBVI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

 

Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

 

Микроконтроллер

 

Микроконтроллер(англ.MicroControllerUnit,MCU)—микросхема,предназначеннаядляуправленияэлектроннымиустройствами.

Типичныймикроконтроллерсочетаетнаодномкристаллефункциипроцессораипериферийныхустройств,содержитОЗУилиПЗУ.Посути,этооднокристальныйкомпьютер,способныйвыполнятьотносительнопростыезадачи.

Отличаетсяотмикропроцессораинтегрированнымивмикросхемуустройствамиввода-вывода,таймерамиидругимипериферийнымиустройствами.

Припроектированиимикроконтроллеровприходитсясоблюдатькомпромиссмеждуразмерамиистоимостьюсоднойстороныигибкостьюипроизводительностьюсдругой.Дляразныхприложенийоптимальноесоотношениеэтихидругихпараметровможетразличатьсяоченьсильно.Поэтомусуществуетогромноеколичествотиповмикроконтроллеров,отличающихсяархитектуройпроцессорногомодуля,размеромитипомвстроеннойпамяти,наборомпериферийныхустройств,типомкорпусаит.д.Вотличиеотобычныхкомпьютерныхмикропроцессоров,вмикроконтроллерахчастоиспользуетсягарвардскаяархитектурапамяти,тоестьраздельноехранениеданныхикомандвОЗУиПЗУсоответственно.

КромеОЗУ,микроконтроллерможетиметьвстроеннуюэнергонезависимуюпамятьдляхраненияпрограммыиданных.Многиемоделиконтроллероввообщенеимеютшиндляподключениявнешнейпамяти.

Наиболеедешёвыетипыпамятидопускаютлишьоднократнуюзапись,либохранимаяпрограммазаписываетсявкристаллнаэтапеизготовления(конфигурациейнаборатехнологическихмасок).Такиеустройстваподходятдлямассовогопроизводствавтехслучаях,когдапрограммаконтроллеранебудетобновляться.Другиемодификацииконтроллеровобладаютвозможностьюмногократнойперезаписипрограммывэнергонезависимойпамяти.

 

Видымикроконтроллеров

 

У микроконтроллеров есть множество видов:

· MCS51(Intel)

· MSP430(TI)

· ARM(ARMLimited)

· STMicroelectronicsSTM32ARM-basedMCUs

· AtmelCortex,ARM7иARM9-basedMCUs

· TexasInstrumentsStellarisMCUs

· NXPARM-basedLPCMCUs

· ToshibaARM-basedMCUs

· AnalogDevicesARM7-basedMCUs

· CirrusLogicARM7-basedMCUs

· FreescaleSemiconductorARM9-basedMCUs

· AVR(Atmel)

· ATmega

· ATtiny

· XMega

· PIC(Microchip)

· STM8(STMicroelectronics)

· С8051F34x

 

Микроконтроллер STMicroelectronics

STMicroelectronics — европейская микроэлектронная компания, одна из крупнейших, занимающихся разработкой, изготовлением и продажей различных полупроводниковых электронных и микроэлектронных компонентов. Сегодня штаб квартира компании находится в Женеве, в то же время, её холдинговая компания STMicroelectronics N.V. зарегистрирована в Амстердаме, однако компания исторически связана с Италией и Францией, где и значительно взаимодействует с рынком. Компания имеет представительства в США, Китае и Японии.

 

Микроконтроллер Intel 8051

 

Intel 8051 — это однокристальный микроконтроллер гарвардской архитектуры, который был впервые произведен Intel в 1980 году, для использования во встраиваемых системах. В течение 1980-х и начале 1990-х годов был чрезвычайно популярен, однако позже устарел и был вытеснен более современными устройствами, также с 8051-совместимыми ядрами, производимыми более чем 20 независимыми производителями, такими, как Atmel, Maxim IC (дочерняя компания DallasSemiconductor), NXP, Winbond, SiliconLaboratories, TexasInstruments и CypressSemiconductor). Официальное название 8051-семейства микроконтроллеров Intel — MCS 51. Существует также советский клон данной микросхемы, КР1816ВЕ51.

Первые из 8051-семейства Intel производились с использованием n-МОП технологии, но следующие версии, содержащие символ «C» в названии, такие, как 80C51, использовали КМОП-технологию и потребляли меньшую мощность, чем n-МОП предшественники (это облегчало их применение для устройств с батарейным питанием).

 

Микроконтроллер MSP430

MSP430 — семейство 16-разрядных микроконтроллеров фирмы «TexasInstruments».MSP430 имеет фоннеймановскую архитектуру, с единым адресным пространством для команд и данных. Память может адресоваться как побайтово, так и пословно. Порядок хранения 16-разрядных слов — от младшего к старшему (англ. little-endian).

Процессор содержит 16 16-разрядных ортогональных регистров. Регистр R0 используется как программный счетчик (англ. ProgramCounter — PC), регистр R1 как указатель стека (англ. StackPointer - SP), регистр R2 как регистр статуса (англ. StatusRegister — SR), а R3 как специальный регистр, именуемый генератор констант (англ. ConstantGenerator - CG), R2 также может использоваться в качестве генератора констант. Генератор констант используется для сокращения общей длины команды вследствие неявного представления константы в коде операции. Регистры с R4 по R15 используются как регистры общего назначения.

Частотомер

 

Частотомер измерительный прибор для определения частотыпериодическогопроцессаиличастотгармоническихсоставляющихспектрасигнала.

Частотомерыделятсянанесколькоклассификаций:

-Пометодуизмерения-приборынепосредственнойоценки(напр.аналоговые)иприборысравнения(напр.резонансные,гетеродинные,электронно-счетные).

-Пофизическомусмыслуизмеряемойвеличины—дляизмерениячастотысинусоидальныхколебаний(аналоговые),измерениячастотгармоническихсоставляющих(гетеродинные,резонансные,вибрационные)иизмерениячастотыдискретныхсобытий(электронно-счетные,конденсаторные).

-Поисполнению(конструкции)—щитовые,переносныеистационарные.

-Пообластиприменениячастотомерывключаютсявдвабольшихклассасредствизмерений—электроизмерительныеприборыирадиоизмерительныеприборы.Следуетзаметить,чтограницамеждуэтимигруппамиприбороввесьмапрозрачна.

Резонансныечастотомеры

Принципдействиярезонансныхчастотомеровоснованнасравнениичастотывходногосигналассобственнойрезонанснойчастотойперестраиваемогорезонатора.Вкачестверезонатораможетбытьиспользованколебательныйконтур,отрезокволновода(объемныйрезонатор)иличетвертьволновойотрезоклинии.Контролируемыйсигналчерезвходныецепипоступаетнарезонатор,срезонаторасигналчерездетекторподаетсянаиндикаторноеустройство(гальванометр).Дляповышениячувствительностивнекоторыхчастотомерахприменяютсяусилители.Операторнастраиваетрезонаторпомаксимальномупоказаниюиндикатораиполимбунастройкиотсчитываетчастоту.

Назначение:настройка,обслуживание,контрольработыприемопередающихустройств,измерениенесущейчастотымодулированныхсигналов.

 

Гетеродинныечастотомеры

Принципдействиягетеродинныхчастотомеровоснованнасравнениичастотывходногосигналасчастотойперестраиваемоговспомогательногогенератора(гетеродина)спомощьют.н.методанулевыхбиений,порядокработыаналогиченработесрезонанснымичастотомерами.

Назначение:аналогичнорезонанснымчастотомерам.

 

Конденсаторныечастотомеры

Электронныеконденсаторныечастотомерыприменяютсядляизмерениячастотвдиапазонеот10Гцдо1МГц.Принциптакихчастотомеровосновываетсянапопеременномзарядеконденсаторовотбатареиспоследующимегоразрядомчерезмагнитоэлектрическиймеханизм.Этотпроцессосуществляетсясчастотой,равнойизмеряемойчастоте,посколькупереключениепроизводитсяподвоздействиемсамогоисследуемогонапряжения.ЗавремяодногоциклачерезмагнитоэлектрическиймеханизмбудетпротекатьзарядQ=CU,следовательно,среднийток,протекающийчерезиндикатор,будетравенI_ср=Qf_x=CUf_x.Такимобразом,показаниямагнитоэлектрическогоамперметраоказываетсяпропорциональныизмеряемойчастоте.Основнаяприведеннаяпогрешностьтакихчастотомеровлежитвпределах2-3%.

Назначение:настройкаиобслуживаниенизкочастотнойаппаратуры.

 

Кварц

Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема или передачи.

Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Полупроводники широко применяются также в преобразователях переменного тока в постоянный.

Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ - диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет.

Кабельный тестер STM-8

Это экономичный и универсальный карманный тестер предназначенный для проверки UTP, экранированного (ScTP), и полностью экранированного (SSTP) кабеля на обрыв, короткое замыкание, реверсированные пары, и расщепление пары*. Износоустойчивая современная конструкция, легкочитающийся жидкокристаллический дисплей, и многочисленные дистанционные устройства позволяют одному человеку быстро протестировать и идентифицировать до четырех различных прокладок кабеля из одного места

Рис.1Кабельный тестер

Характеристики:

Тестирует соединения T568A, T568B, USOC, 10BASE-T, Token Ring, и TP-PMD

В режиме FIND, STM-8 может протестировать и определить, в какой схеме соединений используется проверяемый кабель.

Вырабатывает звуковой сигнал на любом из контактов. В режиме TALK BAT, на центральной паре коннектора устанавливается напряжение батареи прибора.

Тестирует кабели до 900м (2950 ft.)

Присутствие напряжения в линии указывается на дисплее, что помогает предотвратить случайное повреждение устройства

Во время тестирования мигает индикатор LED, а по окончании останется гореть

Индикация для 6-ти и 8-ми контактных джеков

STM-8 состоит из основного карманного устройства и дистанционного устройства. Комплект поставляется упакованным в нейлоновую сумку и включает также два модульных шнура, Руководство The Siemon Company's, инструкции и 9V щелочная батарею. Каждое из четырех дистанционных устройств индивидуально идентифицируется основным устройством.

Модульные шнуры UTP оснащаются запатентованными "универсальными" разъемами, которые подключаются к любым стандартным 6-ти или 8-ми контактным модульным джекам.

Для простоты использования имеется только один порт для тестов

Индикация разряда батареи, а также автоматическое выключение, позволяют продлить ресурс батареи

Дополнительные дистанционные устройства могут быть куплены отдельно или в комплекте

Дополнительно может измерять длину кабеля

 

Введение

В современном обществе по мере познания им природы все более возрастает роль измерений. Соответственно непрерывно увеличивается объем измерительной информации – информации о значениях измеряемых физических величин, повышаются требования к качеству и способам ее обработки и использования.

Наибольшее распространение в современной науке и технике получают цифровые измерительные приборыи преобразователи, используемые для измерений, дистанционной передачи измерительной информации, в качестве промежуточных преобразователей для ввода информации в цифровые вычислительные машины и др.

Основные требования, предъявляемые к средствам измерений - это высокая точность; быстродействие; возможность автоматизации процесса измерений; представление результатов измерений в форме, удобной дляобработки, в том числе с помощью ЭВМ; малые габариты и вес; высокая надежность.

Разрешить проблему сочетания точности и быстродействия позволили цифровые приборы. Цифровыми измерительными приборами называются приборы, осуществляющие автоматически в процессе измерения операции квантования измеряемой величины, ее цифровое кодирование и представление результатов измерения в цифровой форме непосредственном в виде числа или кода.

Отсутствие подвижных частей в приборах позволило резко увеличить их надежность и долговечность. Представление измерительной информации в цифровой форме дает возможность обработки ее в ЭВМ. Сравнительно легко осуществляется автоматизация процесса измерений.

Несмотря на схемные и конструктивные особенности, принцип построения цифровых приборов одинаков

 

Светодиоды

Светодио́д или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. light-emitting diode, LED) — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

 

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.

При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

 

Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Лучшие излучатели относятся к прямозонным полупроводникам (то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), типа AIIIBV (например, GaAs или InP) и AIIBVI (например, ZnSe или CdTe). Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS).

 

Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

 

Микроконтроллер

 

Микроконтроллер(англ.MicroControllerUnit,MCU)—микросхема,предназначеннаядляуправленияэлектроннымиустройствами.

Типичныймикроконтроллерсочетаетнаодномкристаллефункциипроцессораипериферийныхустройств,содержитОЗУилиПЗУ.Посути,этооднокристальныйкомпьютер,способныйвыполнятьотносительнопростыезадачи.

Отличаетсяотмикропроцессораинтегрированнымивмикросхемуустройствамиввода-вывода,таймерамиидругимипериферийнымиустройствами.

Припроектированиимикроконтроллеровприходитсясоблюдатькомпромиссмеждуразмерамиистоимостьюсоднойстороныигибкостьюипроизводительностьюсдругой.Дляразныхприложенийоптимальноесоотношениеэтихидругихпараметровможетразличатьсяоченьсильно.Поэтомусуществуетогромноеколичествотиповмикроконтроллеров,отличающихсяархитектуройпроцессорногомодуля,размеромитипомвстроеннойпамяти,наборомпериферийныхустройств,типомкорпусаит.д.Вотличиеотобычныхкомпьютерныхмикропроцессоров,вмикроконтроллерахчастоиспользуетсягарвардскаяархитектурапамяти,тоестьраздельноехранениеданныхикомандвОЗУиПЗУсоответственно.

КромеОЗУ,микроконтроллерможетиметьвстроеннуюэнергонезависимуюпамятьдляхраненияпрограммыиданных.Многиемоделиконтроллероввообщенеимеютшиндляподключениявнешнейпамяти.

Наиболеедешёвыетипыпамятидопускаютлишьоднократнуюзапись,либохранимаяпрограммазаписываетсявкристаллнаэтапеизготовления(конфигурациейнаборатехнологическихмасок).Такиеустройстваподходятдлямассовогопроизводствавтехслучаях,когдапрограммаконтроллеранебудетобновляться.Другиемодификацииконтроллеровобладаютвозможностьюмногократнойперезаписипрограммывэнергонезависимойпамяти.

 

Видымикроконтроллеров

 

У микроконтроллеров есть множество видов:

· MCS51(Intel)

· MSP430(TI)

· ARM(ARMLimited)

· STMicroelectronicsSTM32ARM-basedMCUs

· AtmelCortex,ARM7иARM9-basedMCUs

· TexasInstrumentsStellarisMCUs

· NXPARM-basedLPCMCUs

· ToshibaARM-basedMCUs

· AnalogDevicesARM7-basedMCUs

· CirrusLogicARM7-basedMCUs

· FreescaleSemiconductorARM9-basedMCUs

· AVR(Atmel)

· ATmega

· ATtiny

· XMega

· PIC(Microchip)

· STM8(STMicroelectronics)

· С8051F34x

 

Микроконтроллер STMicroelectronics

STMicroelectronics — европейская микроэлектронная компания, одна из крупнейших, занимающихся разработкой, изготовлением и продажей различных полупроводниковых электронных и микроэлектронных компонентов. Сегодня штаб квартира компании находится в Женеве, в то же время, её холдинговая компания STMicroelectronics N.V. зарегистрирована в Амстердаме, однако компания исторически связана с Италией и Францией, где и значительно взаимодействует с рынком. Компания имеет представительства в США, Китае и Японии.

 

Микроконтроллер Intel 8051

 

Intel 8051 — это однокристальный микроконтроллер гарвардской архитектуры, который был впервые произведен Intel в 1980 году, для использования во встраиваемых системах. В течение 1980-х и начале 1990-х годов был чрезвычайно популярен, однако позже устарел и был вытеснен более современными устройствами, также с 8051-совместимыми ядрами, производимыми более чем 20 независимыми производителями, такими, как Atmel, Maxim IC (дочерняя компания DallasSemiconductor), NXP, Winbond, SiliconLaboratories, TexasInstruments и CypressSemiconductor). Официальное название 8051-семейства микроконтроллеров Intel — MCS 51. Существует также советский клон данной микросхемы, КР1816ВЕ51.

Первые из 8051-семейства Intel производились с использованием n-МОП технологии, но следующие версии, содержащие символ «C» в названии, такие, как 80C51, использовали КМОП-технологию и потребляли меньшую мощность, чем n-МОП предшественники (это облегчало их применение для устройств с батарейным питанием).