Який вибрати мікроконтролер

Який МК вибрати любителям

Якщо згадати олімпійський девіз: «Швидше, вище, сильніше» (лат. «Citius, Altius, Fortius»), то стосовно МК він прозвучить так: «Вище тактова частота, більше обсяг пам'яті, менше енергоспоживання». Але не треба в поспіху вибирати по каталогу саму «круту» мікросхему. Це не допоможе. Радіоаматорська практика обмежується трьома важливими факторами: вартістю, технологією пайки, доступністю програмного забезпечення.

Вартість ультрасучасних «крутих» МК доходить до декількох десятків доларів США. У простих аматорських конструкціях немає сенсу орієнтуватися на великі гроші. Одну і ту ж таки не дуже складну задачу дешевий і дорогий М К вирішують з однаковим успіхом. Навіщо платити більше?

Технологія пайки, як не парадоксально, може стати великою перешкодою в застосуванні високопродуктивних МК. Справа в тому, що вони випускаються

в корпусах SOIC, QFP, розрахованих на автоматизований поверхневий монтаж. Відстань між висновками становить 0.5. 1.27 мм. Не кожен монтажник без спеціальних пристосувань і мікроскопа зможе якісно запаяти всі 44. 208 висновків такої мікросхеми.

У домашніх умовах є великий ризик пошкодити і сам чіп, і тонкі доріжки друкованої плати. Отже, дворядна чорна китайська панелька з кроком між висновками 2.54 мм залишиться ще довгий час об'єктивною реальністю в радіоаматорському справі.

Якщо все-таки знадобиться використовувати більш досконалий МК, то варто задуматися про придбання так званого «отладочного комплекту». Він складається з друкованої плати, на якій вже розпаяні: МК, кварцовий резонатор, стабілізатор живлення, роз'єми для підключення периферійних пристроїв, а часто і ЖК-індикатор з кнопкової тастатурой. Крім того, в комплект поставки входять засоби проектування - програмний компілятор і відладчик. В цілому виходить хороший стартовий набір при відносно невеликій ціні від 15 до 100 доларів США залежно від периферії.

Життєва мудрість визначила ряд здорових принципів відбору МК. По-перше, не гнатися за екзотикою, по-друге, не зв'язуватися з єдиним сімейством, по-третє, не економити на засобах налагодження та програмування. Тепер зрозуміло, чому на сьогоднішній день найбільш популярними серед любителів є 8-бітові МК сімейств ATmega, ATtiny, PIC 12, PIC 16, PIC 18. Порівняно низькі ціни, доступність на ринку, хороші технічні характеристики, наявність мікросхем в DIP-корпусі, безліч підручників і прикладів - ось запорука успіху.

Який МК вибрати професіоналам

Інженери, за службовим обов'язком займаються розробкою апаратури для вбудованих застосувань, можуть дозволити собі розкіш «ні в чому не відмовляти» (звичайно, в розумних межах). Проблеми вартості, технології виробництва і доступності елементної бази відходять на другий план. Дійсно, керуючий МК в складних комплексах є далеко не найдорожчим елементом, хоча саме від нього багато в чому залежать експлуатаційні характеристики вироби і успішність продажів на ринку. Критеріями відбору для професійного розробника служать наступні фактори: технічні параметри, ліцензійна чистота програмного забезпечення, зручність в обслуговуванні.

Технічні параметри обраного МК повинні забезпечувати виконання вимог завдання на розробку. Наприклад, якщо обладнання було розроблене для

Таблиця 1.1. Рекомендації по вибору МК

установки в автомобіль, то доведеться шукати МК з розширеним діапазоном температур -40. + 125 ° С і, бажано, з наявністю інтерфейсу CAN. Якщо потрібна швидка реакція на зовнішній вплив або прогнозуються складні математичні розрахунки, то знадобиться високошвидкісний МК з розрядністю 16 або 32 біта. Якщо проектується мініатюрне виріб на батарейках, то краще застосувати мікропотужний МК в компактному SMD-корпусі, здатний працювати при зниженому напрузі і малої тактовій частоті.

У Табл. 1.1 наведені деякі рекомендації по вибору МК. Зрозуміти їх суть можна на прикладі мікросхеми STR710FZ1T6 фірми STMicroelectronics, яка рекомендується для пристроїв з низьким електромагнітним випромінюванням (ЕМВ). В її даташіте є спеціальний розділ «ЕМС characteristics», де наводяться рівні паразитного випромінювання МК по частотних діапазонах. Це дає підставу вважати, що на заводі-виробнику серйозно підходять до проблем електромагнітної сумісності і періодично перевіряють відповідність параметрів, тобто гарантують їх. Не виключено, що продукція інших фірм теж має показники ЕМІ не гірше, але ж про це в їх даташітах нічого не написано, значить, в Табл. 1.1 таким МК шлях «замовлений».

Якщо виріб просте і програміст використовує безкоштовно поставляється фірмовий Асемблер, то проблем немає. Тут і вихідний код можна продемонструвати, і «вживу» відкомпілювати проект в присутності представника контролюючої організації. Гірше йде справа з мовами високого рівня, для яких через Інтернет зазвичай доступні тільки демо-версії комерційних компіляторів з дуже урізаними можливостями. Повні версії фірмових компіляторів коштують грошей (і чималих), що робить їх покупку економічно збитковим при малих партіях продукції, що виготовляється.

На допомогу може прийти зміна сімейства МК і переклад вихідних лістингів в середу вільно розповсюджуваних програмних продуктів. Зокрема, для AVR-контролерів використовують безкоштовний Сі-компілятор AVR-GCC, що входить в пакет WinAVR [1-8], а для PIC-контролерів в простих випадках годиться демо-версія компілятора MikroC фірми mikroElektronika [1-9], що має ліміт на довжину коду, але без обмеження дії в часі.

Зручність в обслуговуванні є важливою складовою комерційного успіху. Не секрет, що програмісти, як і всі звичайні люди, допускають помилки. Для їх виправлення, а також для задоволення ексклюзивних запитів і побажань примхливих замовників, доводиться «на ходу» змінювати алгоритм роботи пристрою. Стосовно до МК це означає, що треба перепрограмувати його внутрішнє флеш-ПЗУ.

Щоб не відправляти постійно «гінців» у відрядження з програматором в кейсі, практикують віддалену зміну прошивок через Інтернет. Однак для цього слід ще на початковому етапі розробки вибрати такий тип МК, який має функцію самопрограмування ( «BootLoader»). В аматорських конструкціях настільки делікатне підхід не обов'язковий, хоча і всіляко вітається.

Завершує тему вибору МК графік розподілу індексів популярності, наведений на Рис. 1.11. Це постійно оновлювана інтернет-статистика, складена за оцінками електронників Рунета за останні кілька років. Було б великою помилкою встановлювати на підставі зазначених відсотків будь-які обмежувальні переліки щодо застосування тих чи інших моделей М К. Але загальний напрям помічено вірно.

Джерело: Рюмик С.М. 1000 і одна мікроконтролерна схема. (Випуск 1)