Mikrokontroller osilator turlari va dasturlari
2024-07-12 2645

Mikrokontrollerlar va mikroprotsessorlar o'zlarining vaqt o'tishi va boshqarish funktsiyalari uchun osima bilan to'lib toshmoqda.Mikrokontroller ichidagi har bir yo'riq, aniq vaqtni ta'minlash uchun ushbu signallar bilan sinxronlashtiriladi.Ma'lumotni qayta ishlash va aloqa kabi turli xil ichki vazifalarni belgilashda osiallar ham muhim rol o'ynaydi.Ushbu vaqt mexanizmlarining aniqligi mikrokontrollerning ishlashi va samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi.Shunday qilib, to'g'ri osilatorni tanlash mikrokontroller dizaynida omil hisoblanadi.Endi, ushbu qo'llanmada mikrokontrollerlar, afzalliklari, dasturlarida ishlatiladigan va ular qurilma funktsiyalarini kuchaytirishda ishlaydigan maxsus rollar haqida turli xil osilanatorlarning turli xil turlari haqida gapiramiz.

Katalog

1-rasm: Mikrokontroller osicator

Mikrokontrollerda umumiy soatlar manbai

Mikrokontrollerlar turli xil manbalardan unumli foydalanish uchun turli manbalardan foydalanadilar.Soat manbasini tanlash mikrokontrollerning ishlov berish tezligini, moslashuvchanligini va umumiy ko'rsatkichlarga ta'sir qiladi.Soat avlodidagi kalit texnologiyalar qatoriga piezoelektrik materiallar va elektr fazasi smenal ohanglar kiradi.

Tashqi RC aylanma. Tashqi qarshilikka-kapalagi (RC) sekundlar zaryadlash va komponentlarning tsikllari orqali soat signallarini yaratadi.Ushbu usul sodda va iqtisodiy jihatdan samarali, ammo ilg'or dasturlar uchun zarur bo'lgan aniqlikka ega emas.Atrof-muhitning o'zgarishi tashqi RCning tashqi oksidlanishiga ta'sir qilishi va ulardan yuqori aniqlikdagi vazifalarda foydalanishni cheklashga ta'sir qilishi mumkin.

Ichki RC thuma. Ichki RC oksili mikrokontrolerga o'rnatilgan va pog'onani tejash maydonchasini soddalashtiring.Biroq, bu integratsiya ko'pincha aniqlikni pasaytiradi.RC Ichki qismlarning beqarorligi va o'zgaruvchanligi aniq ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Tashqi soat. Saqlangan soat drayveri tomonidan boshqariladigan tashqi soat manbai sinxron operatsiyaga muhtoj bo'lgan tizimlar uchun ideal. Ushbu usul barcha qurilmalarda bir xil soat signallarini va izchil ishlashni qo'llab-quvvatlaydi.Tashqi vaqtlar aniq vaqtni muvofiqlashtirish kerak bo'lgan murakkab sozlamalarda foydali.

Tashqi rezonator. Tashqi rezonatorlarda barqaror ma'lumot signallarini yaratish uchun piuzoelektrik keramikadan foydalanishadi.Ular yuqori aniqlikdagi dasturlarga mos keladi.Ushbu rezonanator ekologik o'zgarishlarga minimal sezgirlik bilan izchil ishlashni ta'minlaydi.

Tashqi osatator. Odatda kvarts kristallaridan foydalanadigan tashqi osatator mikrokontrollerlarda soat avlod uchun oltin standarti hisoblanadi.Ular to'g'ridan-to'g'ri mikrokontrollerning osicatorli pinlarga ulanishadi va chipdagi barcha tarkibiy qismlarni qo'shadilar.Ushbu sozlash aniq vaqtni talab qiladigan dasturlar uchun juda aniqlik va barqarorlikni taklif etadi.

Mikrokontrollerda osima bo'lmaganlar turlari

Oscillerlar ichki jarayonlarni sinxronlashtirish uchun soat signallarini taqdim etadilar.Ushbu signallar mexanik rezonans yoki elektr fazasi smeni ohanglaridan kelib chiqadi.Har bir tur o'ziga xos afzalliklari va muammolari bilan.

Kristal osicilatorlar

2-rasm: Kristal osicators

Kristal osilanion mikrokontrolchilarda aniq moslamachi sifatida kvarts kristalli mikroblardan foydalaning.Kristalning qalinligi uning chastota qobiliyatini aniqlaydi - 0,15 mm qalinlik kvarts kristallari taxminan 15 MGts bilan ishlaydi.Kristalli, geometrik kesish, va o'lchamlar kabi omillar chastota va barqarorlikni aniqlashda muhim ahamiyatga ega.Ikki elektrod o'rtasida joylashtirilgan kristal ichidagi pıhıltektiv ta'sir, harorat ta'sirida ta'sir ko'rsatadigan temuk teumtrani hosil qiladi.Ushbu tebranishlar elektrod signalini kontaktlar davomida ishlatiladigan tebranish signalini ishlab chiqaradi.Garchi billur osilatorlar aniq chastotani nazorat qilishni ta'minlasa-da, ular odatda sekinroq signal beradi, 100 MGtsgacha.Bu ularning yuqori chastotali raqamli operatsiyalarda foydalanishni cheklaydi.

Kristal osigistorlar ko'pincha ko'p imtiyozlari tufayli mikrokontrolter dasturlari uchun tanlanadi.Ular o'zlarining barqarorligi bilan mashhur.Shunday qilib, ular mikrokontrolerning operatsiyalarini vaqt o'tishi bilan izchil saqlaydilar.Ushbu osima bo'lmaganlarning aniqligi, soat signallari har doim aniqroq va tartibsiz qo'llanilmasligini ta'minlaydi.Kristal osilani tashkilotlar kichik, iqtisodiy jihatdan samarali va energiya tejaydigan tarzda baholanmoqda.Ular yuqori chastotalarni, kosmos cheklangan va quvvatli ekilgan tizimlarda foydali bo'lishi mumkin.Ularning uzoq muddatli barqarorlik va chidamlilik tez-tez qaytalanadigan yoki almashtirish zarurligini kamaytiradi.Shunday qilib, texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytiradi va qurilmaning ishlash muddatini uzaytiradi.Ushbu fazilatlar billur osilalarni dizaynerlar va foydalanuvchilar orasida mashhur tanlov qiladi.

Ko'rlarni ko'rdi

3-rasm: Qabul qiluvchilar

Sirt akustik to'lqin (Arra) Ostulyatorlarning sirt akustik to'lqinlar hosil qilish uchun piuzoelektrik substratda shovqinli transduserlardan (IDTS) foydalanadilar.Ushbu to'lqinlar 10 MGts dan 2 ga yaqingacha barqaror chastotalarni keltirib chiqaradi.Ko'z osiantlarining barqarorligi INT o'lchamlari, substrat materiallari xususiyatlari va harorat o'zgarishi bilan bog'liq.Ko'rinuvchi osilatorlar yuqori chastotani talab qiladigan talabnomalarda ayniqsa samarali.

Memlar osicatorlari

4-rasm: Memsiyalar osicatorlari

Mikroelektrostromexik tizimlar (MEMS) Ostilteratorlar elektrotatik faollashtirish orqali testratura signallarini ishlab chiqarish uchun Ochasteratsion signallarni ishlab chiqarish uchun FHS texnologiyasidan foydalanadilar.Ushbu osialatorlar hajmi va chastotada farq qiladi va ularning barqarorligi tashqi kuchlar va ommaviy yuklarga ta'sir qilishi mumkin.Ularning ko'p qirrali bo'lishiga qaramay, motor osimalarning buzilishlariga moyilligi aniq arizalarning ishonchliligiga ta'sir qilishi mumkin.

Voltaj boshqariladigan osilator

5-rasm: Voltaj boshqariladigan osilator

Voltaj-boshqariladigan osimalar (VCO) juda yuqori chastotalarda ishlaydi, ammo odatda boshqa osialator turlariga qaraganda kamroq barqaror.Zamonaviy elektron vaqtlarda, VCOS ko'pincha kristalli yoki mozalar osimalari va kuchaytirgichlar bilan fazali qulflangan looplar (plits) bilan o'rnatiladi.Pls Gigaherts-diapazoni chastotalariga erishishga yordam beradi.Ular ilg'or elektron tizimlarni loyihalashda talab qilinadi va yuqori samarali mikrokontrollerlar uchun zaruriy aniqlik bilan ta'minlash.

Yuqori chastotalar va aniqlik, tashqi manbalarga, ayniqsa piezoelektrik elementlarga asoslangan ichki chastotali va aniqliklarni kuchaytiradigan ichki osistorlar kabi ichki barqarorlik va aniqlik bilan kurashish.Bu ularni zamonaviy muhitda mustahkam ishlash va aniq belgilangan vaqtni talab qiladigan ilg'or mikrokontroller dasturlariga mos keladi.

Signal chastotasini boshqarish bilan MCUning ishlashini yaxshilash

Signal chastotalari yaxshi boshqarilsa, mikrokontroller birliklari yaxshiroq ishlaydi.Ushbu signallarning tezligini ortiqchalashtirish deb nomlangan jarayon orqali oshirish MCUSni yanada yaxshilashi va yanada murakkab vazifalarni bajarishi mumkin.Biroq, Overclocking MCUS-ni yanada ko'proq ishlatishi va issiqroq bo'lishini va hayotlarini qisqartirish va ularni barqaror qilishlari mumkin.Shuningdek, ushbu signallarning chastotasi MCU qanday ishlashiga ta'sir ko'rsatadigan harorat yoki yuklar bilan o'zgarishi mumkin.Yuqori sifatli qismlardan foydalangan holda va barqaror muhitni saqlash MCUni turli vaziyatlarda saqlashga yordam beradi.

Ba'zi ilg'or MCUS o'zgarib turadigan sharoitlarda barqaror bo'lish uchun billur va kuchlanishli osilatorlar aralashmasidan foydalanadilar.MCUS ichki yoki tashqi osilantorlarga ega bo'lishi mumkin.Ichkilar dizayn ixcham va sodda, kichik qurilmalar uchun juda yaxshi.Tashqi ularlarni saqlash va sozlash osonroq.Ilg'or dizaynlar, shuningdek, MFF signallarini barqaror va kuchli signallarni saqlash uchun, shuningdek, Signalni barqaror va sanoatning ko'plab elektron va sanoatdan foydalanishni ishonchli tarzda ishlatish texnologiyalaridan foydalanadi.

Mikrokontrollerlardagi osilanatorlarning arizalari

Osiallar turli xil dasturlar uchun zarur bo'lgan davriy signallarni yaratadi.Ular singari sigir va kvadrat to'lqinlar kabi signal shakllarini ishlab chiqarishi mumkin.Shunday qilib, ular analog va raqamli kontekstda ham foydali.Quyida mikrokontroller va elektron slanetekalarda osilatordan foydalanish vositasi:

6-rasm: Mikrokontrollerda osilanorlarning arizalari

Radioeshittirish uchun signal ishlab chiqarish. Eshikorlar radioeshittirish uskunalarida ishlatiladigan signal generatorlarida muhim ahamiyatga ega.Ular elektr radiosti, televizorlar, va boshqa media uzatish platformalari.Ular ishlab chiqaradigan barqaror signallar uzoq masof masofalardagi ma'lumotlarni uzatadigan, shu bilan global aloqa tarmoqlarini saqlab qolish kafolati.

RF-ni boshqarishning funktsional imkoniyatlari. Radio chastotasida (RF) sekustuklar, osiallar tarmoqlari, sun'iy yo'ldoshli va simsiz tizimlar kabi aloqa texnologiyalari uchun RF signallarini yaratadi.Ushbu osialatorlarning aniqligi aloqa ravshanligiga ta'sir qiladi.

Audio chastota signallari ishlab chiqarish. Ostchilar audio texnologiyasida audio chastota signallarini yaratadilar.Ushbu signallar Audio tinglash moslamalari va ovoz muhandislik tizimlarida qo'llaniladi.To'g'ri chastotalarni qo'llab-quvvatlash orqali osilatorlarning yuqori sifatli oqimini ta'minlaydi.

Elektron kuchaytiruvchilar va fikrlar tebranishi. Transtistchilar yoki operatsion kuchaytirgichlar kabi elektron kuchaytirgichlarda, osimailator vositalari.Bu qurilmalarga ovozlarning samaralarini va boshqa signal xususiyatlarini sozlashda yordam beradi va ularni yaxshilaydi.Ostilleratorlar bir qator chastotalarni ko'paytirishga va elektron tumanlarning bajarilishini kuchaytirishga yordam beradi.

RC va LC sxemalarida vaqt va chastota nazorati. RC osilantorlari, rezistor va kapitaldan foydalangan holda, past chastotalarni ishlab chiqarishda keng tarqalgan.Bu muddatlar va moslamalarga barqaror, past chastotali signallarga ega bo'lgan qurilmalar uchun juda mos keladi.LC osiillagichlar yuqori chastotali signallarni yaratish uchun indikator va kapitaldan foydalanadilar.Bular radiochastotalarni yuborish va qabul qilish uchun talab qilinadi.

Xulosa

Mikrokontrollers va mikroprotsessorlar osimailorlarga vaqtincha va nazorat funktsiyalariga bog'liq.Ushbu osilatorlar turli xil turdagi rc anjumanlari orqali murakkab kristalli osilanionlarga qaraganda, mikrokontroller ichidagi operatsiyalarni sinxronlashtirish uchun kerakli soat signallarini taqdim etadilar.Ushbu osima bo'lmaganlarning aniqligi va barqarorligi mikrokontrollerning ishlashiga bevosita ta'sir qiladi.

Tez-tez beriladigan savollar [FAQ]

1. Qaysi osimalator eng yaxshi o'ynaydi?

Eng yaxshi osialator uning arizasiga bog'liq.Kvarts Crystal osilatorlar aniq, barqaror soat signallarini ishlab chiqarish uchun juda mos keladi, chunki ular juda aniq va ishonchli.Yuqori chastotalar yoki o'ziga xos atrof-muhitga bardoshli, ko'rlar (sirt akustik to'lqini) yoki memor-mexanik tizimlar osigiatorlari yaxshiroq variantlardir.

2. Ostilyorlar qanday foyda keltiradi?

Ostillerlar elektron qurilmalarni sinxronlashtiradigan soat signallarini yaratadilar.Ushbu signallar ma'lumotlarni qayta ishlash, boshqarishni boshqarish va ijro etish buyrug'i uchun aniq vaqtni belgilaydi.Ostilleriyadan ishonchli va izchil chastotalar qurilmaning ishlashini yaxshilaydi.

3. Oscilteratordan foydalanishning kamchiliklari nimada?

Ostillerlar harorat va namlik kabi ekologik omillarga sezgir.Ular osigilator barqarorligi va aniqligiga ta'sir qilishi mumkin.Ba'zi turlar, masalan, Ozod osilatorlar, aniqlik yo'q va yuqori darajadagi talablarga javob bermasligi mumkin.Bundan tashqari, osatatorlarni aylanmalarga loyihalashtirish va birlashtirishni loyihalash va birlashtirishni talab qiladi va murakkab bo'lishi mumkin.

4. Ostilleratorlar qanday ishlaydi?

Ostillatorlar vaqti-vaqti bilan mexanik yoki elektron shaklda.Ular ko'pincha materiallarning tabiiy remontli chastotalardan, kristall osilatorlar yoki RC yoki LC-tumanlardagi tuman komponentlaridan fikrlar bilan foydalanishadi.Ushbu usullar elektronikadagi soat signallari sifatida ishlaydigan barqaror, davom etayotgan to'lqinlarni hosil qiladi.

5. Qanday qilib osimalator kuchaytirgichdan farq qiladi?

Oscilitator davriy signallarni noldan yaratadi, izchil to'lqin shakllarini yaratadi.Bundan farqli o'laroq, kuchaytirgich mavjud signal kuchini oshiradi va yaxshi ishlov berish yoki chiqish uchun uning amplitsiyasini oshiradi.