选择微控制器MCU的几个步骤
一制作硬件接口列表
使用初步硬件框图列出微控制器需要处理的所有外部接口。应该提到两种类型的通用接口。
通信接口是第一个。
USB、I2C、SPI和UART是系统中使用的常见外围设备。如果应用程序需要USB或以太网,请在注释部分添加一条特别注释。这些接口对微控制器所需的程序空间量有显著影响。
提供数字输入和输出、模数输入、PWM和其他数字接口。微控制器所需的引脚数量将由这两种类型的接口决定。图1展示了一个典型的框图,其中包括I/O要求。
二检查软件体系结构
微控制器的选择在很大程度上受到软件体系结构和要求的影响。所需的处理功率将决定是使用80MHz DSP还是使用8MHz 8051。记录所有需求和详细说明硬件一样重要。
例如,有什么算法需要浮点运算吗?是否有传感器或高频控制回路?此外,还要弄清楚每项任务应该完成多长时间以及多久完成一次。然后计算所需处理能力的数量级。在选择微控制器的架构和频率时,最重要的因素之一是它的计算能力。
三选择体系结构
工程师应该能够使用1和2的信息开始识别适当的体系结构思想。此应用程序是否与8位体系结构兼容?我有必要使用16位体系结构吗?还是需要32位ARM处理器?通过定期检查应用程序和适当的软件算法,可以找到解决这些问题的方法。
请记住,未来的需求和功能增强可能是必要的。尽管8位微控制器现在可以处理您的应用程序,但您应该考虑使用16位微控制器来扩展未来的功能,甚至简化使用。
重要的是要记住,选择微控制器是一个必须重复的过程。在这个阶段,您可能选择了16位设备,但后来发现32位ARM设备会更好。这只是给工程师考虑的一个建议。
四确定内存需求
微控制器的闪存(flash)和RAM是两个关键组件。毫无疑问,拥有足够的程序或可变空间是最重要的考虑因素。选择一个足够的闪存和RAM通常很简单。
如果你在设计结束时发现你需要110%的额外空间,或者必须消除一些元素,那可不是闹着玩的。事实上,在同一个芯片系统中,您可以从一个较大的设备开始,然后切换到一个较小的设备。
工程师可以使用应用程序中包含的软件体系结构和连接外围设备来估计应用程序将占用多少闪存和RAM空间。请记住为扩展和新版本腾出空间!这将消除未来许多令人头疼的问题。
五开始寻找微控制器
现在您对微控制器的需求有了更好的了解,是时候开始寻找合适的微控制器了!Arrow、Avnet和Future Electronics等微控制器供应商是开始寻找微控制器的好地方。
与这些供应商的现场应用工程师讨论您的应用程序和需求,他们几乎总是会提供技术先进、满足您需求的新小工具。请记住,他们可能会觉得有必要推销整个微控制器系列!
你已经熟悉的芯片源是第二好的选择。例如,如果你以前使用过他们的设备,并且对它们非常熟悉,请访问Microchip的网站。
大多数芯片提供商都有一个搜索引擎,您可以在其中输入外围设备组合、I/O和电源要求,搜索引擎会逐渐筛选设备选择,直到找到满足您需求的设备列表。然后,工程师可以谨慎地从该列表中选择最合适的微控制器。
六检查价格和功率限制
在这个时候,甄选程序应该提供大量的候选人。此时应彻底检查它们的功率要求和价格。如果设备要由电池或移动设备供电,则必须消耗尽可能少的电力。
如果您不能满足功耗要求,请逐一查看列表,直到找到任何有效的方法。别忘了看一下处理器的单价。虽然许多设备在大量购买时接近1美元,但无论是高度专业化的处理器还是高端处理器,定价都很重要。这是需要记住的重要一点。
七检查设备可用性
现在,您已经编制了一份合适设备的列表,是时候看看每种设备的可用性了。有几件事需要记住,比如设备的交付周期是多少?是否有来自多个批发商的库存,或者需要6到12周才能到达?您的可用性要求是什么?你不想下一个大订单,然后要等三个月才能到货。
八选择开发工具包
找到一个兼容的开发套件并研究控制器的内部工作是选择新微控制器的关键步骤。当工程师对产品感兴趣时,他们应该检查可用的开发工具包。
九调查编译器和工具并开始实验
微控制器选项在很大程度上受到开发套件的限制。最后要考虑的是可用的编译器和工具。大多数微控制器上都提供编译器、例程代码和调试工具。
即使你选择了微控制器,事情也不会一成不变。早在开发出第一批硬件原型之前,开发工具包就经常可以访问。构建测试电路并使用开发套件将其连接到微控制器,
选择高风险设备并尝试将其与开发套件集成,然后您可能会发现您认为功能良好的设备出现了意想不到的问题,迫使您选择不同的微控制器。
无论如何,早期的实验将确保您做出尽可能好的决定,任何必要的修改都将产生尽可能小的影响!