Який МК вибрати любителям

Якщо згадати олімпійський девіз: «Швидше, вище, сильніше» (лат. «Citius, Altius, Fortius»), то стосовно до 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 «наворочених» МК доходить до декількох десятків доларів США. У простих аматорських конструкціях немає сенсу орієнтуватися на великі гроші. Одну і ту ж не дуже складне завдання 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 складає 0.5 … 1.27 мм. Не кожен монтажник без спеціальних пристосувань і мікроскопа зможе якісно запаяти усі 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 частенько і РК-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.

Програмне забезпечення для МК має бути, як мінімум, доступним і, як максимум, безкоштовним. Багато фірм-виробники навмисно засекречують схеми програматорів, вводять непомірно високу плату за компілятори та бібліотеки функцій. Це різко звужує сферу застосування, адже, чим менше людей мають вільний доступ до інформації, тим менше реклами, менше прикладів електричних схем, менше текстів програм і реальних конструкцій для повторення.

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 вбудовуваних 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 виробу і успішність продажів на ринку. Критеріями відбору для професійного розробника служать наступні фактори: технічні параметри, ліцензійна чистота програмного забезпечення, зручність в обслуговуванні.

Технічні параметри вибираного МК повинні забезпечувати виконання вимог завдання на розробку. Наприклад, якщо виріб призначений для

Таблиця 1.1. Рекомендації щодо вибору МК

Головний параметр

Рекомендовані МК розрядністю 8/16/32 біта

Швидкодія

   Atmel ARM, NXP LP210x, Microchip PIC24/dsPIC, Ubicom SX

Перешкодозахищеність

NXP LP2xxx, Microchip PIC (моделі після 2003 р.)

Економічність

   Texas Instruments MSP430, Microchip P1CI2/16/18

Мініатюрність

   Microchip PIC 10/12, Atmel ATtiny

Універсальність

   Atmel ATmega, Microchip PIC 18, Silicon Laboratories C8051F

Кри птоустойч і вость

   Texas Instruments TMS320F, Atmel AT91SO, Atmel ATXmcga

Електромагнітна сумісність

   STMicroelectronics STR71xF

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 зовнішнє вплив або прогнозуються складні математичні розрахунки, то знадобиться високошвидкісний МК з розрядністю 16 або 32 біта. Якщо проектується мініатюрне виріб з батарейним харчуванням, то краще застосувати мікропотужний МК в компактному SMD-корпусі, здатний працювати при зниженій напрузі і малої тактовій частоті.

У Табл. 1.1 наведені деякі рекомендації з 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 частотним діапазонами. 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 ЕМВ не гірше, але ж про це в їх даташітах нічого не написано, значить, у Табл. 1.1 таким МК шлях «замовлений».

Таблиця 1.1. Рекомендації щодо вибору МК

Ліцензійна чистота програмного забезпечення – це «хворе місце» багатьох розробок на малих і середніх за чисельністю підприємствах. Будь скільки-небудь серйозна перевірка призводить до штрафів. Закон про порушення авторських прав передбачає дуже суворі покарання.

Якщо виріб просте і програміст використовує безкоштовно поставляється фірмовий Асемблер, то проблем немає. Тут і вихідний код можна продемонструвати, і «вживу» відкомпілювати проект у присутності представника контролюючої організації. Гірше йде справа з мовами високого рівня, для яких через Інтернет зазвичай доступні тільки демо-версії комерційних компіляторів з вельми урізаними можливостями. Повні версії фірмових компіляторів коштують грошей (і немалих), 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 у 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 педантичний підхід не обов’язковий, хоча й 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 небудь обмежувальні переліки по застосуванню тих чи інших моделей М К. Але загальний напрямок підмічено вірно.

   
Джерело:
Рюмік С.М. 1000 і одна мікроконтролерних схема. (Випуск 1)