"من المحتمل أن تكون المؤقتات والعدادات هي الأجهزة الطرفية الأكثر شيوعًا في تصميمات MCU. يمكن لأي تطبيق تقريبًا استخدام مؤقت أو عداد لتحسين الأداء أو تقليل استهلاك الطاقة أو تبسيط التصميم عن طريق استبدال عمليات وحدة المعالجة المركزية المتكررة أو المتكررة بمؤقت بسيط أو مقاطعات عدادات. ومع ذلك ، ربما لم تستخدم بعض وحدات المؤقت / العداد الأحدث ، وتتوفر الآن بعض الميزات المتقدمة لتحسين تصميمك بشكل أكبر. ستراجع هذه المقالة بسرعة بعض ميزات المؤقت / العداد الجديدة التي يمكن استخدامها لتحسين التصميمات بأمثلة توضيحية من عائلات MCU الشهيرة ، مع التركيز بشكل خاص على ميزات التشغيل المستقل والتحكم في المحرك.
"
المؤلف: وارن ميلر
من المحتمل أن تكون الموقتات والعدادات هي أكثر الأجهزة الطرفية انتشارًا في تصميمات MCU. يمكن لأي تطبيق تقريبًا استخدام مؤقت أو عداد لتحسين الأداء أو تقليل استهلاك الطاقة أو تبسيط التصميم عن طريق استبدال عمليات وحدة المعالجة المركزية المتكررة أو المتكررة بمؤقت بسيط أو مقاطعات عدادات. ومع ذلك ، ربما لم تستخدم بعض وحدات المؤقت / العداد الأحدث ، وتتوفر الآن بعض الميزات المتقدمة لتحسين تصميمك بشكل أكبر. ستراجع هذه المقالة بسرعة بعض ميزات المؤقت / العداد الجديدة التي يمكن استخدامها لتحسين التصميمات بأمثلة توضيحية من عائلات MCU الشهيرة ، مع التركيز بشكل خاص على ميزات التشغيل المستقل والتحكم في المحرك.
أوضاع المؤقت والعداد: من البسيط إلى المتقدم
تبدأ المؤقتات والعدادات ببعض أوضاع التشغيل البسيطة للغاية لاستبدال حلقات البرنامج العامة المستخدمة لحساب الأحداث الخارجية ، ووقت العمليات الداخلية والخارجية ، وجمع الإحصائيات المختلفة حول عمليات MCU الرئيسية. الميزات الموجودة في حكمة يوضح MAXQ612 بعض وحدات MCU الأكثر شيوعًا لوضع العد، وتظهر بعض الأمثلة في الشكل 1 أدناه. يوضح الجدول الموجود أسفل الشكل أوضاع التشغيل المستقلة الثلاثة الشائعة للمؤقت B، والمؤقت/العداد MAXQ612 وحدة: إعادة التحميل التلقائي، والالتقاط، والعد التنازلي. تُظهر الصورة اليمنى العلوية الرسم التخطيطي لوضع إعادة التحميل التلقائي. يمكن أن يأتي إدخال الساعة إلى TImer B من مقياس مسبق للساعة يقسم ساعة النظام إلى ثمانية إعدادات مختلفة، أو من دبوس خارجي. تعمل بتة التحكم TRB على تمكين أو تعطيل تشغيل المؤقت B. يتم حساب سجل قيمة المؤقت (TVB) عندما يصل المؤقت إلى القيمة المخزنة في سجل إعادة تحميل المؤقت (TBR) ويقوم بإنشاء مقاطعة وإعادة تعيين TVB إلى الصفر. يوفر هذا طريقة سهلة لإنشاء زمن الاستجابة دون استخدام دورات وحدة المعالجة المركزية الثمينة لإنشاء زمن الاستجابة.
الشكل 1: Maxim MAXQ612 MCU مثال لوضع العداد / المؤقت. (بإذن من مكسيم)
يوضح مخطط الكتلة في الزاوية اليمنى العليا من الشكل 1 تشغيل وضع الالتقاط. في هذا الوضع ، تكون وظائف المقياس المسبق للساعة ووظائف التمكين / التعطيل هي نفسها الموجودة في وضع إعادة التحميل التلقائي. يعد سجل TBV أعلى ويعيد التعيين إلى الصفر عند تجاوز التدفق والمقاطعة الاختيارية. على الحافة المتساقطة من الدبوس الخارجي TBB ، يتم تحميل القيمة الموجودة في سجل TBV في سجل الالتقاط TBR ويمكن إنشاء مقاطعة EXFB. يمكن استخدام هذا الوضع لحساب عدد الساعات بين الحواف الصاعدة لإشارة خارجية لتحديد تردد الإشارة أو تأخير الإشارة. وبالتالي ، يحرر الموقت وحدة المعالجة المركزية من إجراء عمليات عد كثيفة الدورة ، بحيث يمكنها فعل ما تحتاجه حقًا للقيام به بشكل أكثر كفاءة.
يدعم MAXQ612 العديد من عمليات عداد الوقت / العداد الشائعة الأخرى ، مثل إعادة التحميل التلقائي لأعلى / لأسفل ، ودبوس خارجي للتحكم في اتجاه العداد. هذا الوضع مفيد لفك تشفير مختلف الإشارات المشكّلة لعرض النبضة ، مثل تلك المستخدمة في أجهزة الاستشعار الكهروميكانيكية. يمكن استخدام وضع إخراج الساعة لإنشاء ساعة إخراج بسيطة باستخدام ساعة النظام ، والمقياس المسبق ، وعدد طرفي المؤقت ب. أخيرًا ، يمكن لوضع إخراج تعديل عرض النبض (Pulse Width Modulation (PWM)) توليد إشارات محاذاة للحافة لتطبيقات PWM الشائعة مثل تلك المستخدمة في التحكم في المحرك.
وظيفة عداد / مؤقت PWM للتحكم في المحرك
تُستخدم بعض وظائف المؤقت / العداد الحديثة لتطبيقات التحكم في المحركات PWM. تقوم هذه العدادات بتنفيذ أكبر عدد ممكن من وظائف PWM المتعلقة بالمحرك باستخدام أجهزة مخصصة لتحرير المعالج لوظائف المستوى الأعلى. يعتبر التشغيل الأساسي لعداد / عداد PWM للتحكم في المحركات أمرًا شائعًا في معظم تطبيقات الشركة المصنعة ، ويتم توفير مثال جيد من خلال أجهزة ضبط الوقت NXP LPC 17xx PWM لـ ثلاث مراحل محركات AC و DC تم تحسين تطبيق التحكم. كما هو موضح في الشكل 2 ، قد تبدو وظيفة وحدة التحكم في المحرك PWM معقدة للغاية حتى تدرك أن هناك ثلاث نسخ من قناة مؤقت PWM الأساسية ؛ واحد على اليسار وواحد في المنتصف وواحد على اليمين. إن وجود ثلاث قنوات يجعل من الممكن استخدام مؤقت / عداد واحد للتحكم في محرك ثلاثي الأطوار ، مما يجعل التنفيذ فعالًا للغاية. تتحكم كل قناة في زوج من المخرجات ، والتي بدورها تتحكم في شيء خارج الشريحة ، مثل مجموعة من الملفات في المحرك. تحتوي كل قناة على مسجل مؤقت / عداد (TC) يتم زيادته بواسطة ساعة المعالج (وضع المؤقت) أو دبوس الإدخال (وضع العداد).
الشكل 2: عداد / عداد NXP LPC 17xx PWM. (بإذن من NXP)
تحتوي كل قناة على سجل حد يتم مقارنته بقيمة TC ، وعند حدوث تطابق ، يتم "إعادة تعيين" TC بإحدى طريقتين. في وضع محاذاة الحافة ، يعيد TC التعيين إلى 0 ، بينما في الوضع المركزي ، تقوم المباراة بتبديل TC للتناقص في كل ساعة معالج أو انتقال دبوس الإدخال حتى تصل إلى 0 ، وعند هذه النقطة تبدأ العد مرة أخرى.
تتضمن كل قناة أيضًا سجل تطابق يحتوي على قيمة أصغر من سجل الحد. في وضع محاذاة الحافة ، يتم تبديل مخرجات القنوات كلما تطابق TC مع المطابقة أو سجل الحد ، بينما في وضع المحاذاة للوسط ، يتم التبديل فقط عند مطابقة سجل المطابقة. لذلك ، يتحكم سجل الحد في فترة الإخراج ، بينما يتحكم سجل المطابقة في مقدار كل فترة يقضيها الإخراج في كل ولاية. إذا تم دمج الإخراج في ملف الجهد االكهربى، تعمل القيمة الصغيرة في سجل الحد على تقليل التموج وتسمح لجهاز ضبط الوقت PWM بالتحكم في الأجهزة عالية السرعة.
تتحكم جميع عناصر أجهزة القناة هذه معًا في مخرجات ، A و B ، والتي يمكن أن تدفع زوجًا من الترانزستورات لتبديل نقطة التحكم بين قضبان الطاقة. في معظم الأوقات ، يكون للمخرجات قطبية معاكسة ، ولكن يمكن تمكين ميزة الوقت الميت (على أساس كل قناة) لتأخير انتقال الإشارتين من الحالة السلبية إلى الحالة النشطة بحيث لا يتم تشغيل الترانزستورات أبدًا عند نفس الوقت . يمكن اعتبار حالة كل زوج مخرجات على أنها عالية ومنخفضة وعائمة أو لأعلى أو لأسفل أو في المنتصف. التعيين من النشط والمجهول إلى العالي والمنخفض قابل للبرمجة لكل قناة ، ويمكن لكل قناة أداء PWM المحاذاة للحافة والمحاذاة للوسط. يوضح الشكل 3 مثالين لتكوينات الإخراج. الشخص الموجود على اليسار محاذاة للوسط دون أي وقت ميت.
الشكل 3: NXP LPC17xx Motor Control PWM Timer / عداد مثال تكوين الإخراج. (بإذن من NXP)
يتضمن مؤقت PWM للتحكم في المحرك أيضًا العديد من مصادر المقاطعة لإبلاغ المعالج بأن وظائف التحكم في المحرك ذات المستوى الأعلى مطلوبة. يتم تنظيم هذه المقاطعات حسب القناة ويمكن أن تشير إلى متى يتطابق TC مع سجل المطابقة ، أو عندما يتطابق TC مع سجل الحد ، أو عندما تلتقط القناة قيمة TC في سجل الالتقاط الخاص بها ، أو عندما يكون إدخال الإحباط نشطًا. يحتوي LPC17xx أيضًا على العديد من الأجهزة الطرفية الداعمة لتبسيط وظائف التحكم المتقدمة ، بما في ذلك واجهة التشفير التربيعية ووحدات PWM الإضافية وأجهزة توقيت المقاطعة وأجهزة ضبط الوقت المراقبة. توضح هذه المجموعة الواسعة من وظائف التوقيت المخصصة مدى أهمية وظائف التوقيت للتصاميم القائمة على MCU.
وظائف ضبط الوقت المتخصصة الأخرى
في العديد من وحدات MCU الحديثة ، أصبحت وظائف التوقيت والعد أكثر تخصصًا حيث تستهدف الشركات المصنعة مجالات تطبيق محددة. على سبيل المثال ، تمتلك عائلة KineTIs K10 من Freescale ، مثل MK10DN512ZVLQ10 ، مجموعة متنوعة من أجهزة التوقيت والعد ذات الوظائف المتخصصة. تتضمن هذه الأجهزة الطرفية: كتل تأخير قابلة للبرمجة تتحكم في عمليات ADC و DAC ، وتحرر المعالج من إدارة هذه العمليات منخفضة المستوى ؛ كتل توقيت مرنة توفر قنوات متعددة للتوقيت ، والعد ، والتقاط المدخلات ، ومقارنة المخرجات لدعم الإضاءة وإدارة طاقة المحرك والتحكم فيها ؛ مؤقت المقاطعة الدوري الذي يمكنه إدارة المقاطعات الطرفية وعمليات نقل DMA بشكل مستقل ؛ مؤقت منخفض الطاقة للغاية يعمل حتى عندما تكون وحدة MCU في أدنى حالة طاقة لها لتوفير أحداث "إيقاظ" دورية بسيطة ؛ ساعة في الوقت الحقيقي ، تحافظ على الوقت الدقيق ، ويمكن تشغيلها بالبطارية حتى عندما يتم إيقاف تشغيل MCU تمامًا لسهولة الوصول إلى تشغيل النظام وبيانات العمر.
توفر سلسلة K10 أيضًا وظائف مخصصة للساعة والتوقيت مخصصة لوحدات محددة ، لذلك لا يتم استهلاك موارد توقيت أخرى. على سبيل المثال ، وحدات إرسال مُعدِّل الموجة الحاملة المستخدمة لإنشاء بروتوكولات مستخدمة في مختلف مخططات تشفير الإشارات مثل تلك الموجودة في الاتصالات بالأشعة تحت الحمراء لها وظائف خاصة بها للتوقيت والعد ، مثل عدادات تعديل عرض النبضة ، ومفاتيح الإدارة وتحول التردد. مخطط الترميز يعتمد على اختلاف عرض النبضة. من المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه في وظائف التوقيت والعد المخصصة حيث تصبح وحدات MCU أكثر تحديدًا لقطاع التطبيق والسوق.
تعمل مجموعات التطوير على تسريع وقت الوصول إلى السوق
نظرًا لأن MCU أصبحت أكثر تحديدًا للتطبيق ، يقوم المصنعون بإنشاء المزيد من مجموعات التطوير والتصاميم المرجعية الموجهة للتطبيق. من المحتمل أن تكون تطبيقات التحكم في المحركات أحد الأمثلة الأكثر شيوعًا لمجموعة تطبيقات معينة. كمثال ، تقدم Renesas مجموعة كاملة لتطوير التحكم في المحركات ، YMCRPRX62T الموضحة في الشكل 4 ، والتي تتضمن أيضًا نموذجًا للمحرك. تأتي هذه المجموعة مع جميع البرامج وتصميمات الأمثلة التي تحتاجها لتقييم Renesas RX62T MCU في تصميمات متعددة للتحكم في المحركات. تعرض واجهة المستخدم الرسومية التجريبية المستضافة على الكمبيوتر سرعة المحرك والجهد والتيار ، بينما تسمح للمستخدم بضبط المعلمات والخوارزميات لعرض النتائج المختلفة مباشرةً للمساعدة في ضبط تشغيل المحرك للحصول على أفضل النتائج في تصميم معين. تتوفر أيضًا مجموعات تقييم التحكم في المحرك بوظائف مماثلة لـ Renesas RX62T من العديد من الشركات المصنعة الأخرى. ابحث عن المجموعة التي تتوافق بشكل أفضل مع التطبيق المستهدف وبيئة التطوير للمساعدة في تسريع تصميمك التالي للتحكم في المحرك من خلال الاستفادة من الكم الهائل من العمل "المجمّع" من قبل الشركة المصنعة.
الموقتات والعدادات هي الأجهزة الطرفية الأكثر شيوعًا لوحدات MCU ، ولكن الاستفادة الكاملة منها يمكن أن يضمن لك توفير الطاقة وتحسين الأداء وتبسيط تصميماتك. تتناول هذه المقالة بعض الميزات الجديدة والمتقدمة التي تجعل من الممكن استغلال هذه العناصر المشتركة بطرق غير شائعة.
المؤلف: وارن ميلر
من المحتمل أن تكون الموقتات والعدادات هي أكثر الأجهزة الطرفية انتشارًا في تصميمات MCU. يمكن لأي تطبيق تقريبًا استخدام مؤقت أو عداد لتحسين الأداء أو تقليل استهلاك الطاقة أو تبسيط التصميم عن طريق استبدال عمليات وحدة المعالجة المركزية المتكررة أو المتكررة بمؤقت بسيط أو مقاطعات عدادات. ومع ذلك ، ربما لم تستخدم بعض وحدات المؤقت / العداد الأحدث ، وتتوفر الآن بعض الميزات المتقدمة لتحسين تصميمك بشكل أكبر. ستراجع هذه المقالة بسرعة بعض ميزات المؤقت / العداد الجديدة التي يمكن استخدامها لتحسين التصميمات بأمثلة توضيحية من عائلات MCU الشهيرة ، مع التركيز بشكل خاص على ميزات التشغيل المستقل والتحكم في المحرك.
أوضاع المؤقت والعداد: من البسيط إلى المتقدم
تبدأ المؤقتات والعدادات ببعض أوضاع التشغيل البسيطة للغاية لاستبدال حلقات البرنامج العامة المستخدمة لحساب الأحداث الخارجية ، ووقت العمليات الداخلية والخارجية ، وجمع الإحصائيات المختلفة حول عمليات MCU الرئيسية. توضح الميزات الموجودة في Maxim MAXQ612 بعضًا من أكثر MCUs شيوعًا في وضع العد وبعض الأمثلة موضحة في الشكل 1 أدناه. يوضح الجدول الموجود في أسفل الشكل أوضاع التشغيل المستقلة الثلاثة الشائعة لـ Timer B ، ووحدة عداد / عداد MAXQ612: إعادة التحميل التلقائي ، والتقاط ، و pp / العد التنازلي. تُظهر الصورة اليمنى العلوية مخطط الكتلة لوضع إعادة التحميل التلقائي. يمكن أن يأتي إدخال الساعة إلى TImer B من مقياس مسبق للساعة يقسم ساعة النظام بثمانية إعدادات مختلفة ، أو من دبوس خارجي. بت التحكم TRB يمكّن أو يعطل تشغيل Timer B. يحسب Timer Value Register (TVB) عندما يصل المؤقت إلى القيمة المخزنة في Timer B Reload Register (TBR) وينشئ مقاطعة ويعيد تعيين TVB إلى الصفر. يوفر هذا طريقة سهلة لإنشاء زمن انتقال دون استخدام دورات وحدة المعالجة المركزية الثمينة لإنشاء زمن انتقال.
الشكل 1: Maxim MAXQ612 MCU مثال لوضع العداد / المؤقت. (بإذن من مكسيم)
يوضح مخطط الكتلة في الزاوية اليمنى العليا من الشكل 1 تشغيل وضع الالتقاط. في هذا الوضع ، تكون وظائف المقياس المسبق للساعة ووظائف التمكين / التعطيل هي نفسها الموجودة في وضع إعادة التحميل التلقائي. يعد سجل TBV أعلى ويعيد التعيين إلى الصفر عند تجاوز التدفق والمقاطعة الاختيارية. على الحافة المتساقطة من الدبوس الخارجي TBB ، يتم تحميل القيمة الموجودة في سجل TBV في سجل الالتقاط TBR ويمكن إنشاء مقاطعة EXFB. يمكن استخدام هذا الوضع لحساب عدد الساعات بين الحواف الصاعدة لإشارة خارجية لتحديد تردد الإشارة أو تأخير الإشارة. وبالتالي ، يحرر الموقت وحدة المعالجة المركزية من إجراء عمليات عد كثيفة الدورة ، بحيث يمكنها فعل ما تحتاجه حقًا للقيام به بشكل أكثر كفاءة.
يدعم MAXQ612 العديد من عمليات عداد الوقت / العداد الشائعة الأخرى ، مثل إعادة التحميل التلقائي لأعلى / لأسفل ، ودبوس خارجي للتحكم في اتجاه العداد. هذا الوضع مفيد لفك تشفير مختلف الإشارات المشكّلة لعرض النبضة ، مثل تلك المستخدمة في أجهزة الاستشعار الكهروميكانيكية. يمكن استخدام وضع إخراج الساعة لإنشاء ساعة إخراج بسيطة باستخدام ساعة النظام ، والمقياس المسبق ، وعدد طرفي المؤقت ب. أخيرًا ، يمكن لوضع إخراج تعديل عرض النبض (Pulse Width Modulation (PWM)) توليد إشارات محاذاة للحافة لتطبيقات PWM الشائعة مثل تلك المستخدمة في التحكم في المحرك.
وظيفة عداد / مؤقت PWM للتحكم في المحرك
تُستخدم بعض وظائف المؤقت / العداد الحديثة لتطبيقات التحكم في المحركات PWM. تقوم هذه العدادات بتنفيذ أكبر عدد ممكن من وظائف PWM المتعلقة بالمحرك باستخدام أجهزة مخصصة لتحرير المعالج لوظائف المستوى الأعلى. يعد التشغيل الأساسي لعداد / عداد PWM للتحكم في المحركات أمرًا شائعًا في معظم تطبيقات الشركة المصنعة ، ويتم توفير مثال جيد من خلال أجهزة ضبط الوقت NXP LPC 17xx PWM لمحركات التيار المتردد والتيار المستمر ثلاثية الأطوار. تم تحسين تطبيق التحكم. كما هو موضح في الشكل 2 ، قد تبدو وظيفة وحدة التحكم في المحرك PWM معقدة للغاية حتى تدرك أن هناك ثلاث نسخ من قناة مؤقت PWM الأساسية ؛ واحد على اليسار وواحد في المنتصف وواحد على اليمين. إن وجود ثلاث قنوات يجعل من الممكن استخدام مؤقت / عداد واحد للتحكم في محرك ثلاثي الأطوار ، مما يجعل التنفيذ فعالًا للغاية. تتحكم كل قناة في زوج من المخرجات ، والتي بدورها تتحكم في شيء خارج الشريحة ، مثل مجموعة من الملفات في المحرك. تحتوي كل قناة على مسجل مؤقت / عداد (TC) يتم زيادته بواسطة ساعة المعالج (وضع المؤقت) أو دبوس الإدخال (وضع العداد).
الشكل 2: عداد / عداد NXP LPC 17xx PWM. (بإذن من NXP)
تحتوي كل قناة على سجل حد يتم مقارنته بقيمة TC ، وعند حدوث تطابق ، يتم "إعادة تعيين" TC بإحدى طريقتين. في وضع محاذاة الحافة ، يعيد TC التعيين إلى 0 ، بينما في الوضع المركزي ، تقوم المباراة بتبديل TC للتناقص في كل ساعة معالج أو انتقال دبوس الإدخال حتى تصل إلى 0 ، وعند هذه النقطة تبدأ العد مرة أخرى.
تتضمن كل قناة أيضًا سجل تطابق يحتوي على قيمة أصغر من سجل الحد. في وضع محاذاة الحافة ، يتم تبديل مخرجات القنوات كلما تطابق TC مع المطابقة أو سجل الحد ، بينما في وضع المحاذاة للوسط ، يتم التبديل فقط عند مطابقة سجل المطابقة. لذلك ، يتحكم سجل الحد في فترة الإخراج ، بينما يتحكم سجل المطابقة في مقدار كل فترة يقضيها الإخراج في كل ولاية. إذا تم دمج الإخراج في الجهد ، فإن القيمة الصغيرة في سجل الحد تقلل من التموج وتسمح لجهاز ضبط الوقت PWM بالتحكم في الأجهزة عالية السرعة.
تتحكم جميع عناصر أجهزة القناة هذه معًا في مخرجات ، A و B ، والتي يمكن أن تدفع زوجًا من الترانزستورات لتبديل نقطة التحكم بين قضبان الطاقة. في معظم الأوقات ، يكون للمخرجات قطبية معاكسة ، ولكن يمكن تمكين ميزة الوقت الميت (على أساس كل قناة) لتأخير انتقال الإشارتين من الحالة السلبية إلى الحالة النشطة بحيث لا يتم تشغيل الترانزستورات أبدًا عند نفس الوقت . يمكن اعتبار حالة كل زوج مخرجات على أنها عالية ومنخفضة وعائمة أو لأعلى أو لأسفل أو في المنتصف. التعيين من النشط والمجهول إلى العالي والمنخفض قابل للبرمجة لكل قناة ، ويمكن لكل قناة أداء PWM المحاذاة للحافة والمحاذاة للوسط. يوضح الشكل 3 مثالين لتكوينات الإخراج. الشخص الموجود على اليسار محاذاة للوسط دون أي وقت ميت.
الشكل 3: NXP LPC17xx Motor Control PWM Timer / عداد مثال تكوين الإخراج. (بإذن من NXP)
يتضمن مؤقت PWM للتحكم في المحرك أيضًا العديد من مصادر المقاطعة لإبلاغ المعالج بأن وظائف التحكم في المحرك ذات المستوى الأعلى مطلوبة. يتم تنظيم هذه المقاطعات حسب القناة ويمكن أن تشير إلى متى يتطابق TC مع سجل المطابقة ، أو عندما يتطابق TC مع سجل الحد ، أو عندما تلتقط القناة قيمة TC في سجل الالتقاط الخاص بها ، أو عندما يكون إدخال الإحباط نشطًا. يحتوي LPC17xx أيضًا على العديد من الأجهزة الطرفية الداعمة لتبسيط وظائف التحكم المتقدمة ، بما في ذلك واجهة التشفير التربيعية ووحدات PWM الإضافية وأجهزة توقيت المقاطعة وأجهزة ضبط الوقت المراقبة. توضح هذه المجموعة الواسعة من وظائف التوقيت المخصصة مدى أهمية وظائف التوقيت للتصاميم القائمة على MCU.
وظائف ضبط الوقت المتخصصة الأخرى
في العديد من وحدات MCU الحديثة ، أصبحت وظائف التوقيت والعد أكثر تخصصًا حيث تستهدف الشركات المصنعة مجالات تطبيق محددة. على سبيل المثال ، تمتلك عائلة KineTIs K10 من Freescale ، مثل MK10DN512ZVLQ10 ، مجموعة متنوعة من أجهزة التوقيت والعد ذات الوظائف المتخصصة. تتضمن هذه الأجهزة الطرفية: كتل تأخير قابلة للبرمجة تتحكم في عمليات ADC و DAC ، وتحرر المعالج من إدارة هذه العمليات منخفضة المستوى ؛ كتل توقيت مرنة توفر قنوات متعددة للتوقيت ، والعد ، والتقاط المدخلات ، ومقارنة المخرجات لدعم الإضاءة وإدارة طاقة المحرك والتحكم فيها ؛ مؤقت المقاطعة الدوري الذي يمكنه إدارة المقاطعات الطرفية وعمليات نقل DMA بشكل مستقل ؛ مؤقت منخفض الطاقة للغاية يعمل حتى عندما تكون وحدة MCU في أدنى حالة طاقة لها لتوفير أحداث "إيقاظ" دورية بسيطة ؛ ساعة في الوقت الحقيقي ، تحافظ على الوقت الدقيق ، ويمكن تشغيلها بالبطارية حتى عندما يتم إيقاف تشغيل MCU تمامًا لسهولة الوصول إلى تشغيل النظام وبيانات العمر.
توفر سلسلة K10 أيضًا وظائف مخصصة للساعة والتوقيت مخصصة لوحدات محددة ، لذلك لا يتم استهلاك موارد توقيت أخرى. على سبيل المثال ، وحدات إرسال مُعدِّل الموجة الحاملة المستخدمة لإنشاء بروتوكولات مستخدمة في مختلف مخططات تشفير الإشارات مثل تلك الموجودة في الاتصالات بالأشعة تحت الحمراء لها وظائف خاصة بها للتوقيت والعد ، مثل عدادات تعديل عرض النبضة ، ومفاتيح الإدارة وتحول التردد. مخطط الترميز يعتمد على اختلاف عرض النبضة. من المتوقع أن يستمر هذا الاتجاه في وظائف التوقيت والعد المخصصة حيث تصبح وحدات MCU أكثر تحديدًا لقطاع التطبيق والسوق.
تعمل مجموعات التطوير على تسريع وقت الوصول إلى السوق
نظرًا لأن MCU أصبحت أكثر تحديدًا للتطبيق ، يقوم المصنعون بإنشاء المزيد من مجموعات التطوير والتصاميم المرجعية الموجهة للتطبيق. من المحتمل أن تكون تطبيقات التحكم في المحركات أحد الأمثلة الأكثر شيوعًا لمجموعة تطبيقات معينة. كمثال ، تقدم Renesas مجموعة كاملة لتطوير التحكم في المحركات ، YMCRPRX62T الموضحة في الشكل 4 ، والتي تتضمن أيضًا نموذجًا للمحرك. تأتي هذه المجموعة مع جميع البرامج وتصميمات الأمثلة التي تحتاجها لتقييم Renesas RX62T MCU في تصميمات متعددة للتحكم في المحركات. تعرض واجهة المستخدم الرسومية التجريبية المستضافة على الكمبيوتر سرعة المحرك والجهد والتيار ، بينما تسمح للمستخدم بضبط المعلمات والخوارزميات لعرض النتائج المختلفة مباشرةً للمساعدة في ضبط تشغيل المحرك للحصول على أفضل النتائج في تصميم معين. تتوفر أيضًا مجموعات تقييم التحكم في المحرك بوظائف مماثلة لـ Renesas RX62T من العديد من الشركات المصنعة الأخرى. ابحث عن المجموعة التي تتوافق بشكل أفضل مع التطبيق المستهدف وبيئة التطوير للمساعدة في تسريع تصميمك التالي للتحكم في المحرك من خلال الاستفادة من الكم الهائل من العمل "المجمّع" من قبل الشركة المصنعة.
الموقتات والعدادات هي الأجهزة الطرفية الأكثر شيوعًا لوحدات MCU ، ولكن الاستفادة الكاملة منها يمكن أن يضمن لك توفير الطاقة وتحسين الأداء وتبسيط تصميماتك. تتناول هذه المقالة بعض الميزات الجديدة والمتقدمة التي تجعل من الممكن استغلال هذه العناصر المشتركة بطرق غير شائعة.
عرض المزيد : وحدات IGBT | شاشات الكريستال السائل | مكونات إلكترونية