في الوقت الحاضر ، تعتبر وحدات التحكم الدقيقة رخيصة جدًا ويمكن الحصول عليها ببساطة لدرجة أنه من العام استخدامها بدلاً من الدوائر المنطقية السهلة مثل العدادات لسبب وحيد هو اكتساب بعض المرونة في التصميم وخصم بعض المساحة. حتى أن بعض الآلات والروبوتات ستعتمد على حجم ضخم عدد الميكروكونترولر ، كل شخص متحمس لمهمة واثقة. المتحكمات الدقيقة الحديثة بشكل أساسي هي 'قابلة للبرمجة في النظام' وهذا يعني أنه يمكنك تعديل البرنامج الجاري تنفيذه ، دون إزالة وحدة التحكم الدقيقة من موضعها. في هذه المقالة نناقش الفرق بين المتحكمات الدقيقة AVR و ARM و 8051 و PIC.
الفرق بين متحكمات AVR و ARM و 8051 و PIC
تشمل الاختلافات بين المتحكمات الدقيقة بشكل أساسي ما هو متحكم ، الفرق بين الميكروكونترولر AVR و ARM و 8051 و PIC وتطبيقاتها.
ما هو المتحكم الدقيق؟
يمكن مقارنة وحدة التحكم الدقيقة بجهاز كمبيوتر صغير قائم بذاته ، فهو جهاز قوي للغاية ، وهو قادر على تنفيذ سلسلة من المهام المبرمجة مسبقًا والتفاعل مع أجهزة إضافية. نظرًا لكونها معبأة في دائرة صغيرة متكاملة (IC) حجمها ووزنها ضئيلان بشكل منتظم ، فقد أصبحت وحدة التحكم المثالية لأن الروبوتات أو أي آلات تتطلب نوعًا من الأتمتة الذكية. يمكن أن يكون متحكم واحد كافيًا لإدارة روبوت صغير متحرك أو آلة غسيل أوتوماتيكية أو نظام أمان. تحتوي العديد من وحدات التحكم الدقيقة على ذاكرة لتخزين البرنامج المراد تنفيذه ، والكثير من خطوط الإدخال / الإخراج التي يمكن استخدامها للعمل بشكل مشترك مع الأجهزة الأخرى ، مثل قراءة حالة المستشعر أو التحكم في المحرك.
8051 متحكم
8051 متحكم هي عائلة مكونة من 8 بتات من وحدات التحكم الدقيقة تم تطويرها بواسطة Intel في عام 1981. هذه واحدة من عائلات وحدات التحكم الدقيقة الشائعة التي يتم استخدامها في جميع أنحاء العالم. علاوة على ذلك ، تمت الإشارة إلى هذا المتحكم الدقيق باسم 'نظام على شريحة' نظرًا لأنه يحتوي على 128 بايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، و 4 كيلو بايت من ذاكرة القراءة فقط ، وموقتان ، ومنفذ تسلسلي واحد ، و 4 منافذ على شريحة واحدة. يمكن أن تعمل وحدة المعالجة المركزية أيضًا مع 8 بت من البيانات في وقت واحد لأن 8051 هو معالج 8 بت. في حال كانت البيانات أكبر من 8 بتات ، فيجب تقسيمها إلى أجزاء حتى تتمكن وحدة المعالجة المركزية من المعالجة بسهولة. تحتوي معظم الشركات المصنعة على وضع 4K بايت من ذاكرة القراءة فقط على الرغم من أنه يمكن تجاوز عدد ROM حتى 64 كيلو بايت.
8051 متحكم
تم استخدام 8051 في عدد كبير من الأجهزة ، غالبًا لأنه من السهل دمجه في مشروع أو صنع جهاز تقريبًا. فيما يلي مجالات التركيز الرئيسية:
إدارة الطاقة: تسهل أنظمة القياس الفعالة التحكم في استخدام الطاقة في المنازل وتطبيقات التصنيع. يتم إعداد أنظمة القياس هذه من خلال دمج وحدات التحكم الدقيقة.
شاشات اللمس: يدمج عدد كبير من مزودي وحدات التحكم الدقيقة إمكانات استشعار اللمس في تصميماتهم. تعد الإلكترونيات المحمولة مثل الهواتف المحمولة ومشغلات الوسائط وأجهزة الألعاب أمثلة على شاشات اللمس القائمة على وحدة التحكم الدقيقة.
السيارات: يجد 8051 اهتمامًا واسعًا بتوفير حلول السيارات. يتم استخدامها على نطاق واسع في المركبات الهجينة للتعامل مع أنواع المحركات المختلفة. علاوة على ذلك ، تم إعداد وظائف مثل التحكم في التطواف ونظام منع الفرامل بشكل أكثر قدرة على استخدام وحدات التحكم الدقيقة.
أجهزة طبية: الأجهزة الطبية المنقولة مثل ضغط الدم وأجهزة مراقبة الجلوكوز تستخدم متحكمات دقيقة لإظهار البيانات ، وبالتالي توفير موثوقية أعلى في تقديم النتائج الطبية.
متحكم الموافقة المسبقة عن علم
وحدة التحكم في الواجهة الطرفية (PIC) هي وحدة تحكم دقيقة تم تطويرها بواسطة رقاقة صغيرة ، متحكم الموافقة المسبقة عن علم هو برنامج سريع وسهل التنفيذ عندما نقارن المتحكمات الأخرى مثل 8051. سهولة البرمجة وبسيطة للتفاعل مع الأجهزة الطرفية الأخرى أصبحت PIC متحكمًا ناجحًا.
متحكم الموافقة المسبقة عن علم
نحن نعلم أن وحدة التحكم الدقيقة هي شريحة متكاملة تتكون من ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة القراءة فقط ووحدة المعالجة المركزية عداد الوقت والعدادات . PIC عبارة عن متحكم يتكون أيضًا من RAM و ROM و CPU و timer و counter و ADC ( التناظرية إلى المحولات الرقمية ) ، DAC (محول رقمي إلى تناظري). يدعم PIC Microcontroller أيضًا بروتوكولات مثل CAN و SPI و UART للتفاعل مع الأجهزة الطرفية الإضافية. تستخدم الموافقة المسبقة عن علم في الغالب لتعديل هندسة هارفارد ودعمها أيضًا RISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة) وفقًا للمتطلبات المذكورة أعلاه RISC و Harvard ، يمكننا ببساطة أن PIC أسرع من وحدات التحكم القائمة على 8051 والتي تم إعدادها من هندسة Von-Newman.
متحكم AVR
متحكم AVR تم تطويره في عام 1996 بواسطة شركة Atmel Corporation. تم تطوير التصميم الهيكلي لـ AVR بواسطة Alf-Egil Bogen و Vegard Wollan. تستمد AVR اسمها من مطوريها وتقف على متحكم Alf-Egil Bogen Vegard Wollan RISC ، المعروف أيضًا باسم Advanced Virtual RISC. كان AT90S8515 هو المتحكم الأولي الذي كان يعتمد على هندسة AVR ، على الرغم من أن أول متحكم دقيق يصل إلى السوق التجاري كان AT90S1200 في عام 1997.
متحكم AVR
تتوفر وحدات التحكم الدقيقة AVR في ثلاث فئات
TinyAVR: - ذاكرة أقل ، حجم صغير ، مناسب فقط للتطبيقات الأبسط
ميغافر: - هذه هي الأجهزة الشائعة بشكل أساسي التي تحتوي على كمية جيدة من الذاكرة (تصل إلى 256 كيلوبايت) ، وعدد أكبر من الأجهزة الطرفية المدمجة ومناسبة للتطبيقات المتواضعة إلى المعقدة.
XmegaAVR: - تستخدم في التطبيقات التجارية المعقدة ، والتي تحتاج إلى ذاكرة برنامج كبيرة وسرعة عالية.
معالج ARM
ان معالج ARM هي أيضًا واحدة من عائلة وحدات المعالجة المركزية القائمة على بنية RISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة) التي طورتها Advanced RISC Machines (ARM).
متحكم ARM
يصنع ARM معالجات RISC متعددة النواة 32 بت و 64 بت. تم تصميم معالجات RISC لأداء عدد أقل من أنواع تعليمات الكمبيوتر بحيث يمكنها العمل بسرعة أعلى ، مع تنفيذ ملايين التعليمات الإضافية في الثانية (MIPS). من خلال استبعاد التعليمات غير الضرورية وتحسين المسارات ، توفر معالجات RISC أداءً متميزًا في جزء من طلب الطاقة لإجراء CISC (حوسبة مجموعة التعليمات المعقدة).
تُستخدم معالجات ARM على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية للعملاء مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ومشغلات الوسائط المتعددة والأجهزة المحمولة الأخرى ، مثل الأجهزة القابلة للارتداء. نظرًا لتقليص حجمها إلى مجموعة التعليمات ، فإنها تحتاج إلى عدد أقل من الترانزستورات ، والتي تتيح حجمًا أصغر للقالب من الدوائر المتكاملة (IC). معالجات ARM ، الحجم الأصغر يقلل الصعوبة ونفقات الطاقة المنخفضة تجعلها مناسبة للأجهزة المصغرة بشكل متزايد.
الفرق الرئيسي بين متحكمات AVR و ARM و 8051 و PIC
8051 | صورة | أبريل | ذراع | |
عرض الحافلة | 8 بت للنواة القياسية | 8/16/32 بت | 8/32 بت | 32 بت متاح في الغالب أيضًا في 64 بت |
بروتوكولات الاتصال | UART ، USART ، SPI ، I2C | PIC ، UART ، USART ، LIN ، CAN ، Ethernet ، SPI ، I2S | UART ، USART ، SPI ، I2C ، (يمكن دعم AVR للأغراض الخاصة ، USB ، Ethernet) | UART و USART و LIN و I2C و SPI و CAN و USB و Ethernet و I2S و DSP و SAI (واجهة صوت تسلسلية) ،إردا |
سرعة | 12 ساعة / دورة التعليمات | 4 ساعة / دورة التعليمات | 1 ساعة / دورة التعليمات | 1 ساعة / دورة التعليمات |
ذاكرة | ROM ، SRAM ، فلاش | SRAM ، فلاش | فلاش ، SRAM ، إيبروم | فلاش ، SDRAM ، EEPROM |
هو | CLSC | بعض ميزات RISC | مخاطرة | مخاطرة |
هندسة الذاكرة | من العمارة نيومان | عمارة هارفارد | المعدل | هندسة هارفارد المعدلة |
استهلاك الطاقة | متوسط | قليل | قليل | قليل |
العائلات | 8051 متغيرات | PIC16 ، PIC17 ، PIC18 ، PIC24 ، PIC32 | Tiny ، Atmega ، Xmega ، AVR للأغراض الخاصة | ARMv4،5،6،7 وسلسلة |
تواصل اجتماعي | واسع | جيد جدا | جيد جدا | واسع |
الصانع | NXP و Atmel و Silicon Labs و Dallas و Cyprus و Infineon ، إلخ. | متوسط الرقائق الدقيقة | اتميل | Apple و Nvidia و Qualcomm و Samsung Electronics و TI إلخ. |
| كلفة (بالمقارنة مع الميزات المقدمة) | منخفظ جدا | متوسط | متوسط | قليل |
ميزة أخرى | معروف بمعاييره | رخيص | رخيصة وفعالة | عملية عالية السرعة واسع
|
ميكروكنترولر الشعبية | AT89C51 ، P89v51 ، إلخ. | PIC18fXX8 ، PIC16f88X ، PIC32MXX | Atmega8 ، 16 ، 32 ، مجتمع أردوينو | LPC2148 ، ARM Cortex-M0 إلى ARM Cortex-M7 ، إلخ. |
وبالتالي ، فإن هذا كله يتعلق بالفرق بين الميكروكونترولر AVR و ARM و 8051 و PIC. نأمل أن يكون لديك فهم أفضل لهذا المفهوم. علاوة على ذلك ، أي استفسارات بخصوص هذا المفهوم أو التنفيذ مشاريع الإلكترونيات والكهرباء ، يرجى تقديم اقتراحاتكم القيمة بالتعليق في قسم التعليقات أدناه. هنا سؤال لك، ما هي تطبيقات AVR و ARM؟
