工程师,还有6个引脚封装的单片机?涨知识了
工程师,在开发设计电路项目,一般都是围绕微处理器这个中心进行,根据项目的功能需求,设计微处理器的外围电路;微处理器按照类型区分,包含
MCU单片机,如ST意法的STM32F103RCT6单片机;DSP处理器,如TI德州仪器的TMS320C6652;FPGA处理器,如Xilinx赛灵思的XA7A50T;CPU处理器,如Intel英特尔的I5处理器;其中,对于一些功能较为简单,不需要大量的数据运算,工程师优先选用的微处理器会是MCU单片机。这是为什么呢?
第一,开发设计简单,无论是硬件电路设计还是软件代码设计,工程师只需依据MCU单片机公司提供的参考设计例程,进行二次开发基本上就能完成项目的电路方案开发;
第二,成本低廉,由于8位单片机与32位单片机被大量的应用在不同产品中,出货量非常庞大,直接的结果是单片机价格的直线下降;
第三,大中院校的电子教材,基本都是以单片机的开发案例为主,为日后参加工作的学生培养了使用单片机的习惯;
单片机电路项目
是的,没错!单片机应用非常广,也非常受工程师的欢迎!
在设计项目的过程中,工程师会面临一个问题---如何选择项目匹配的单片机型号?因为单片机不仅品牌多,而且数量多、功能多还型号多。
以单片机的封装为例来区分,工程师常见的封装类型如,SOP8、MSOP10、SOP14、SOP16、TSSOP20、QFN24、QFN32、LQFP44、LQFP48、LAFP64等等
可是,工程师是否接触过还有6引脚封装的单片机吗?一个单片机只有6个引脚,而且还包括2个电源引脚。可能这是全世界最小引脚数量的单片机了,仅仅只有6个引脚,其封装为SOT23-6。SOT23-6封装单片机
那么这个只有6个引脚封装的单片机,有什么特色呢?芯片哥以上海晟矽微的MC30P6250为例进行详细的说明
MC30P6250单片机引脚定义
在了解一个新型号的单片机之前,首先需要熟知这个型号MC30P6250单片机的引脚定义
MC30P6250单片机
Pin 1引脚:SDI & PWM1B & P11SDI:编程数据信号输入引脚,作为编程口,也可作为SPI通信输入引脚;
PWM1B:单片机内部定时器PWM信号的输出引脚;
P11:单片机的普通IO引脚,内部集成上拉与下拉电阻,可编程;
Pin 2引脚:GNDGND:单片机的电源的引脚,作为0V的参考点;
Pin 3引脚:SDO & EVN0 & P14SDO:编程数据信号的输出引脚,作为编程口,也可作为SPI通信输出引脚;
EVN0:单片机内部比较器正端输入引脚;
P14:单片机的普通IO引脚,内部集成上拉电阻,可编程;
Pin 4引脚:P13 & CMPN & RST & VPPP13:单片机的普通IO引脚,内部集成上拉电阻,可编程;
CMPN:单片机内部比较器负端输入引脚,与EVN0共同构成单片机的比较器输入检测功能;
RST:单片机的外部复位输入引脚;
VPP:单片机的编程高压输入引脚;
Pin 5引脚:VDDVDD:单片机的电源输入引脚;
Pin 6引脚:P12 & TC0 & BUZ1 & CMPO & SCKP12:单片机的普通IO引脚,内部集成上拉与下拉电阻,可编程;
TC0:单片机内部定时器的外部计数输入引脚;
BUZ1:有源蜂鸣器驱动输出引脚;
CMPO:单片机内部比较器的输出引脚;
SCK:编程时钟信号,作为编程口,也可作为SPI通信的时钟引脚;
MC30P6250单片机功能特点
在基本了解这个型号MC30P6250的单片机引脚定义后,它的功能特点可以归纳为
它是一个OTP类型的单片机,存储空间大小只有1K*14 bit,有且只能编写一次;单片机的内核属于8位CPU,工程师想不到吧,呵呵~~~内置高频RC振荡器,最大可支持16MHz的主频,是不是有点小惊喜,意不意外~~~PWM波输出功能;比较器功能;SPI串口通信功能;工作电压范围0~6.0V,支持3.3V与5.0V系统;其中集成了内部比较器,是这个6引脚封装的单片机最大的特色;当然其他型号的SOT23-6封装的单片机,也可以集成类似触摸按键功能、ADC采集功能等等;
另外一个特点是单片机的IO引脚输出输入电流能力,输出电流可达20mA,输入电流可达30mA;要超出一些常规的单片机IO引脚特性。
IO引脚输出电流能力大,其最大的优势是可以直接驱动一些小型负载,比如LED灯,不再需要其他功率放大电路了。
MC30P6250单片机项目应用
初步掌握SOT23-6封装的单片机MC30P6250特性后,工程师就可以使用其开发设计电路项目了。尤其是一些功能简单的小型电器产品项目,比如
智能化妆镜,只需两个按键检测和两个IO输出就可以满足;
智能感应水龙头,只需三个IO引脚就可以满足;
智能小便池,只需四个IO引脚就可以满足;
智能门禁,只需三个IO引脚就可以满足;
开发这些功能的项目,虽然SOT23-6封装的单片机能胜任,但设计它的软件,芯片哥建议工程师优先选用汇编语言,因为汇编语言占用的存储空间相比较C语言编写的程序要小一些;
使用SOT23-6封装的单片机,在软件开发上使用汇编语言,可能会有些不便,但它的另一个特点是价格便宜,毕竟只有6个引脚的单片机,应该是属于全球最小封装的单片机吧。MC30P6250单片机参考价为 0.5~0.6RMB/PCS。
尾声
MC30P6250型号的单片机,虽然只有6个引脚,但它的功能和其他普通的8位单片机一样,区别在于内部集成的外设资源相对较少,除去两个电源引脚VDD和GND之外,只有其他四个可以定义的IO引脚功能;
在硬件电路应用和软件开发上,与其他形式封装的单片机,没有任何本质的区别。
本文由【芯片哥】原创撰写,一个只谈电子元器件与芯片的工程师,喜欢就关注芯片哥,和芯片哥一起加油吧~~~ #芯片# #单片机# #电子元器件#
什么是PLC?单片机和PLC有什么区别?
自二十世纪六十年代美国推出PLC取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。同时PLC的功能也不断完善,随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
PLC
PLC (Programmable Logic Controller) 是可编程逻辑控制器,专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。
单片机
单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在各个领域广泛应用。
诸如手机、汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等,都可见到单片机的身影。单片机的特点是编程、维护相对复杂,编程方式常用C语言或者汇编语言,成本较低,I/O接口相对有限。
PLC与单片机的区别
PLC是应用单片机构成的比较成熟的控制系统,是已经调试成熟稳定的单片机应用系统的产品,有较强的通用性。单片机可以构成各种各样的应用系统,使用范围更广,但单就“单片机”而言,它只是一种集成电路,还必须与其它元器件及软件构成系统才能应用。从工程的使用来看,对单项工程或重复数极少的项目,采用PLC快捷方便,成功率高,可靠性好,但成本较高。对于量大的配套项目,采用单片机系统具有成本低、效益高的优点,但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定。从本质上说,PLC其实就是一套已经做好的单片机(单片机范围很广泛)系统。
PLC的特点
PLC广泛使用梯形图代替计算机语言,对编程有一定的优势。你可以把梯形图理解成是与汇编等计算器语言一样,是一种编程语言,只是使用范围不同。而且通常做法是由PLC软件把你的梯形图转换成C或汇编语言(由PLC所使用的CPU决定),然后利用汇编或C编译系统编译成机器码。PLC运行的只是机器码而已,梯形图只是让使用者更加容易使用而已。
如所说,MCS-51单片机也可以用于PLC制作,只是8位CPU在一些高级应用如:大量运算(包括浮点运算)、嵌入式系统(现在UCOS也能移植到MCS-51)等,有些力不从心而已。不过加上DSP就已经能满足一般要求了,而且同样使用梯形图编程,我们可把梯形图转化为C51再利用KEIL的C51进行编译。不难发现不同型号的PLC会选用不同的CPU,其实也说明PLC就是一套已经做好的单片机系统。
这样一看PLC其实并不神秘,不少PLC是很简单的,其内部的CPU除了速度快之外,其他功能还不如普通的单片机。通常PLC采用16位或32位的CPU,带1或2个的串行通道与外界通讯,内部有一个定时器即可,若要提高可靠性再加一个看家狗定时器问题就解决了。
另外,PLC的关键技术在于其内部固化了一个能解释梯形图语言的程序及辅助通讯程序,梯形图语言的解释程序的效率决定了PLC的性能,通讯程序决定了PLC与外界交换信息的难易。对于简单的应用,通常以独立控制器的方式运作,不需与外界交换信息,只需内部固化有能解释梯形图语言的程序即可。
实际上,设计PLC的主要工作就是开发解释梯形图语言的程序。现在的单片机完全可以取代PLC。以前的单片机由于稳定性和抗电磁干扰能力比较的弱和PLC是没有办法相比的,现在的单片机已经做到了高稳定性和很强的抗干扰能力在某些领域已经实现了替换。
单片机可以取代PLC吗?
有人说这是个伪问题,单片机是元器件,PLC是由元器件以及庞大的软件构成的系统,两者在这一方面没有可比性 —— 大多PLC的控制芯片实际上就是单片机,也就是说可以将PLC看成是单片机的二次开发。单论工业防护等级,单片机的稳定性和可靠性能根本比不了PLC这种IP67类的产品( IP为标记字母,第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级,第二标记数字表示防水保护等级)。而且就PLC这种能应对工业恶劣环境的产品还开发出一套冗余系统。
I/O功能
单片机的I/O点实在有限,而反观PLC呢?针对不同的现场信号,均有相应的I/O点可与工业现场的器件(如按钮、开关、传感电流变送器、电机启动器或控制阀等)直接连接,并通过总线与CPU主板连接。工业里几乎任意一条生产线,都有上百甚至上千I/O点,就这点单片机完全无法比拟。
开发周期
PLC的品牌多达200多种,几乎每个品牌都有不同编程软件,而且都在不断完善自己的编程软件,使之能够越来越简单的服务于电气工程师,而各种程序块也是越来越方便人性化的任意去调用,比如PID模块、运动控制模块等,大大减轻了工程师的开发压力也缩短了开发周期。
那单片机要如何实现?没有现成的模块使用,那就只能开发,那么做过非标自动化设备的工程师都会遇到工期不足问题。PLC这种高度集成化模块化的产品在达到满足设备所需的开发周期,在工期面前也是抓襟见肘,更不用说如同白纸一张的单片机。
通信距离
现在大多数流水线是要跨区域整合与监视的,所用的通讯方式多为以太网加中继器,或者直接走民用宽带光纤,所用的东西到最后很可能是用的就是微软的IE浏览器,很明显PLC是有RJ-45接口,即使本体没有RJ-45也可以配备以太网模块,可单片机搭载的PCB板能加上这个接口然后开发出以太网通信吗?开发需要多久?
编程语言
这点对单片机来讲是一个优势,同时也是一个劣势。上面提到PLC的品牌有两百多种,编程软件更多,尽管大多数PLC的编程语言都大同小异,但是每接触一款不同品牌的PLC,电气工程师就要从PLC的硬件参数、软元件、编程软件等等各个方面从头了解一次才能使用的得心应手。而单片机的编程语言用的是C语言或者汇编语言,这对于任何单片机都是通用的。换句话说,学会C语言或者汇编语言,便可以应用任何单片机开发想要的功能(前提是要有相关的电工电子学基础)。
但话又说回来,电气工程师不是电子工程师,他们的工作不是单单考虑单片机如何驱动继电器来控制机床的,甚至有的电气工程师都不会C语言、汇编语言之类的MCU开发语言。近些年,IEC-61131-3标准的推广,越来越多的PLC支持多种编程语言,如类似C语言的ST语言,类似电路图的CFC语言。这种便利的功能是传统单片机开发环境真的无法实现。
在工业控制领域,PLC占据绝对优势,就目前形势(单片机的功能、稳定性、易用性、编程及维护等)来看,单片机取代PLC那将是一项不可能完成,或者说期限趋向于无穷的艰巨任务。
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