Микроконтроллере. Микроконтроллеры: особенности, применение и ключевые характеристики

Что такое микроконтроллер и как он работает. Какие особенности отличают микроконтроллеры от обычных компьютеров. Где применяются микроконтроллеры в современной технике. Какими ключевыми характеристиками обладают микроконтроллеры.

Что такое микроконтроллер и в чем его особенности

Микроконтроллер — это специализированный микрокомпьютер, предназначенный для управления различными электронными устройствами и системами. В отличие от обычных компьютеров общего назначения, микроконтроллеры обладают рядом специфических особенностей:

• Компактные размеры и низкое энергопотребление
• Наличие встроенной памяти программ и данных
• Интегрированные периферийные устройства (таймеры, АЦП, интерфейсы и др.)
• Ориентация на решение узкоспециализированных задач управления
• Возможность работы в реальном времени
• Низкая стоимость при массовом производстве

Благодаря этим особенностям микроконтроллеры нашли широчайшее применение в самых разных областях техники — от бытовой электроники до промышленной автоматики и автомобильных систем.

Основные компоненты и архитектура микроконтроллеров

Типичный микроконтроллер включает в себя следующие основные компоненты:

• Центральный процессор (CPU)
• Память программ (Flash, ROM)
• Оперативная память (RAM)
• Порты ввода-вывода
• Таймеры/счетчики
• АЦП и ЦАП
• Интерфейсы для связи (UART, SPI, I2C и др.)
• Встроенный тактовый генератор

Все эти компоненты объединены внутренними шинами данных и адреса. Такая интегрированная архитектура позволяет создавать законченные системы управления на одном кристалле.

Области применения микроконтроллеров

Микроконтроллеры нашли применение практически во всех сферах современной техники:

• Бытовая электроника (телевизоры, микроволновки, стиральные машины)
• Автомобильная электроника (системы управления двигателем, ABS, круиз-контроль)
• Промышленная автоматика и робототехника
• Измерительные приборы и датчики
• Системы «умного дома»
• Медицинское оборудование
• Портативная электроника (телефоны, плееры, фотоаппараты)
• Игрушки и развлекательные устройства

Такая универсальность обусловлена гибкостью программирования микроконтроллеров под конкретные задачи.

Ключевые характеристики микроконтроллеров

При выборе микроконтроллера для проекта важно учитывать следующие характеристики:

• Тактовая частота процессора
• Разрядность (8, 16, 32 бит)
• Объем памяти программ и ОЗУ
• Количество портов ввода-вывода
• Набор периферийных устройств
• Поддерживаемые интерфейсы
• Напряжение питания и энергопотребление
• Корпус и габаритные размеры
• Стоимость

Оптимальный выбор этих параметров позволяет создать эффективное и экономичное устройство на базе микроконтроллера.

Программирование микроконтроллеров

Разработка программ для микроконтроллеров имеет ряд особенностей:

• Использование языков низкого уровня (ассемблер) и C/C++
• Учет ограниченных ресурсов памяти и производительности
• Необходимость оптимизации кода
• Работа напрямую с регистрами периферии
• Программирование прерываний для работы в реальном времени
• Отладка с помощью программаторов и эмуляторов

Для облегчения разработки многие производители предоставляют среды разработки и библиотеки для своих микроконтроллеров.

Преимущества использования микроконтроллеров

Применение микроконтроллеров в электронных устройствах дает ряд важных преимуществ:

• Снижение стоимости и габаритов устройств
• Повышение надежности за счет меньшего количества компонентов
• Гибкость и возможность быстрого изменения функций
• Низкое энергопотребление
• Высокая степень интеграции периферийных устройств
• Возможность обновления программного обеспечения

Эти преимущества обеспечили повсеместное внедрение микроконтроллеров в современную электронику.

Ведущие производители микроконтроллеров

На рынке микроконтроллеров представлено множество производителей, крупнейшими из которых являются:

• Microchip (семейства PIC и AVR)
• STMicroelectronics (STM8, STM32)
• Texas Instruments (MSP430, Tiva)
• NXP Semiconductors (LPC, Kinetis)
• Atmel (AVR, SAM)
• Renesas (RX, RL78)
• Silicon Labs (EFM32, 8051)

Каждый производитель предлагает широкий ассортимент микроконтроллеров с различными характеристиками и ценовыми категориями.

Тенденции развития микроконтроллеров

Основные направления развития современных микроконтроллеров включают:

• Повышение производительности и энергоэффективности
• Увеличение объемов встроенной памяти
• Интеграция беспроводных интерфейсов (Wi-Fi, Bluetooth, NFC)
• Внедрение технологий машинного обучения и ИИ
• Повышение уровня защиты и криптографических возможностей
• Расширение температурных диапазонов для промышленного применения

Эти тенденции открывают новые возможности применения микроконтроллеров в самых разных областях.

Заключение

Микроконтроллеры стали неотъемлемой частью современной электроники, обеспечивая интеллектуальное управление множеством устройств. Их развитие продолжается, расширяя сферы применения и открывая новые возможности для создания «умных» и эффективных электронных систем. Понимание особенностей и возможностей микроконтроллеров — важный навык для современных инженеров-электронщиков и разработчиков встраиваемых систем.

Микроконтроллеры

Что такое микроконтроллер? Это такая микросхема, которая имеет несколько входов/выходов. Главное преимущество микроконтроллера — это возможность программирования. За счёт этого один и тот же микроконтроллер может использоваться для совершенно различных целей. Вы можете как угодно обрабатывать сигналы на входах и в зависимости от этого устанавливать сигналы на выходах. Более того, многие современные микроконтроллеры позволяют программным путём превратить входы в выходы и наоборот!

За счёт такой универсальности схемы на микроконтроллерах позволяют реализовать практически любое устройство — от простого таймера до телевизора или стиральной машины. Хотя, конечно, телевизорами и стиральными машинами применение микроконтроллеров не ограничивается.

В этом разделе вы найдёте книги, статьи и документацию по теме

программирование микроконтроллеров (а также другую полезную информацию). Я постарался представить всю информацию в стиле микроконтроллеры для чайников (или, если слово «чайник» вам кажется обидным, пусть будет микроконтроллеры для начинающих). Этот раздел сайта будет постоянно пополняться новыми материалами (по мере наличия свободного времени))).

Микроконтроллеры для чайников
Бесплатная рассылка о микроконтроллерах. Даже если вы вообще ничего не знаете о микроконтроллерах, подписавшись на эту рассылку вы сможете получить все необходимые знания для изучения этой интереснейшей темы.

Микроконтроллеры для начинающих
Серия статей для начинающих об устройстве микроконтроллеров на примере простого, но реального микроконтроллера.

Устройства на микроконтроллерах
Любое устройство на микроконтроллере — это сначала электроника, и только потом — программирование. Поэтому рано-или поздно, раз уж я начал писать о микроконтроллерах, я должен был создать раздел, в котором будут схемы, чертежи, примеры и прочая инженерия, имеющая отношение к микроконтроллерам.

..

Как стать программистом
Эта бесплатная книга не является пособием по программированию микроконтроллеров. Но в ней есть раздел, посвящённый микроконтроллерам серии PIC. Для начинающих это может оказаться полезным, так как позволит не только лучше понять, для чего нужны микроконтроллеры, но и шаг за шагом разработать простое устройство на микроконтроллере, изучить основы программирования, написать и отладить программу…

Микроконтроллеры AVR: общие сведения
Краткое описание микроконтроллеров серии AVR. Рассмотрены основные команды и основы программирования. Кроме того здесь вы можете скачать контрольную работу с примером использования микроконтроллеров (вместе с исходными кодами и прошивкой).

Микроконтроллеры PIC
Серия статей и видеоуроков об одних из самых популярных микроконтроллеров серии PIC.

Микроконтроллеры для чайников
Бесплатная рассылка о микроконтроллерах для начинающих. Разделы:

• Зачем изучать микроконтроллеры
• Что такое микроконтроллеры и зачем они нужны
• Использование микроконтроллеров
• Разработка схемы устройства
• Программирование микроконтроллера
• Прошивка микроконтроллера
• Востребованность программистов микроконтроллеров
• Как стать профессиональным разработчиком
• Популярные микроконтроллеры
• КР580 и другие динозавры
• Микроконтроллеры серии PIC
• Микроконтроллеры серии AVR

Умный дом на микроконтроллере | Умный дом

Целью работы является разработка микроконтроллерной системы управления умным домом для последующего внедрения данной системы в жилые здания для обеспечения комфорта, безопасности и рационального контроля жизнедеятельности человека. Для этого необходимо решить следующие задачи:

• разработать структурную схему системы;
• разработать алгоритм работы системы;
• провести обзор и выбор основных компонентов системы;
• выполнить моделирование МК СУ умным домом;
• произвести 3D моделирование квартиры с установленными в ней элементами разработанной системы.

Практическая ценность

Создание и внедрение микроконтроллерной системы «умный дом» позволит сделать проживание в доме с данной системой более комфортным и безопасным, а также снизить энергопотребление из общей энергосети посредством более рационального использования электроэнергии.

1. Разработка структурной схемы системы УД

На рисунке 2.1 представлена структурная схема системы «умного дома». На данном рисунке (Рисунок 2.1) представлена структура системы умного дома (УД). Внедрение данной системы в жилые дома позволит снизить затраты энергии на 10-12% за счет оптимального управления системами отопления, кондиционирования и освещения, а также повысить уровень безопасности.

2.1 Описание устройства и работы системы УД

Микроконтроллерная система управления умным домом (УД) работает следующим образом: Измерительные датчики, установленные в системе, передают данные на микроконтроллер, который является основным и самым главным элементом всей системы. Далее, в зависимости от алгоритма работы, микроконтроллер посылает команды управления на исполнительные устройства, подключенные к системе.

3. Исполнительные устройства и датчики системы управления УД

Для системы управления умным домом (УД) необходимы исполнительные устройства (сервопривод, дисплей и т.д.), микроконтроллер и датчики (влажность, температура, звук и т.д.).

Характеристика и описание микроконтроллера AtMega2560 Arduino
Ардуино – эффективная аппаратно-программная платформа для проектирования и создания новых устройств разработанная компанией Arduino Software. Программирование осуществляется на языке С/C++. Микроконтроллер имеет в наличии совместимые платы для расширения пользовательских возможностей.

Характеристики микроконтроллера приведены в таблице 3.1.

Недостатки:

• Ограниченность внутренней памяти контроллера
• Необходимость пере прошивки микроконтроллера при каждом изменении кода

Преимущества:

• Простота в использовании и доступность микроконтроллера
• Реализация поставленной задачи в два счета при использовании стандартных библиотек программирования без углубленного изучения
• Быстрый и простой вывод данных на различные дисплеи
• Быстрый обмен данными посредством одного кабеля-USB

Обзор сервопривода для системы управления:

Таблица 3. 1 – Характеристики сервоприводов

Тип	Параметр	Значение
Сервопривод – SG90	Вес	13 г
	Крутящий момент	2 кг/см
	Рабочее напряжение (DC)	4-8 В
	Потребляемая мощность	0,25 Вт

Так как задачей сервопривода в данной системе является контроль положения жалюзи, данный сервопривод (SG90) подходит по характеристикам для выполнения данной задачи.

3.1 Обзор датчиков

Обзор датчика влажности и температуры.

В таблице 3.2 приведены характеристики датчика влажности и температуры DHT11.

Параметр	Значение
Выходной сигнал	Цифровой
Погрешность измерений	2%
Диапазон измерения температуры	0 – +50 градусов
Потребляемый ток (мА)	30 мА
Потребляемая мощность	0,15 Вт/ч
Диапазон измерения влажности	20% – 90%
Рабочее напряжение питания (DC)	5 В

Выбран датчик влажности и температуры DHT11 т. к. он наиболее доступен и соответствует требованиям по напряжению питания, виду выходного сигнала и диапазону измерений.
Обзор датчика звука

В таблице 3.6 приведены характеристики датчика звука

Параметр	Значение
Выходной сигнал	Цифровой
Потребляемый ток (мА)	30 мА
Потребляемая мощность	0,14 Вт
Рабочее напряжение питания(DC)	3-5 В

Выбран датчик звука FC-04 т.к. он наиболее доступен и соответствует требованиям по мощности, напряжению и току питания.

Обзор и выбор датчика движения:

В таблице 3.4 приведены характеристики датчика движения.

Выходной сигнал	Цифровой
Задержка выходного сигнала	0,3 – 1,8 с
Рабочий диапазон, дальность работы	120 градусов, 7 м
Рабочее напряжение питания (DC)	5-20 В
Потребляемая мощность	0,35 Вт

Выбран датчик движения SR501 т. к. он наиболее эффективен, доступен и соответствует требованиям.

В данной системе датчик движения будет использоваться для системы безопасности, поэтому датчик SR501 является наиболее подходящим в связи с тем, что его радиус действия превышает радиус действия других подобных датчиков.

Обзор и выбор датчиков освещенности:

В таблице 3.5 приведены характеристики наиболее доступных датчиков освещенности.

Параметр	Значение
Выходной сигнал	Цифровой
Регулировка чувствительности	+
Ток питания (мА)	30 мА
Рабочее напряжение питания (DC)	3-5 В
Потребляемая мощность	0,09 Вт

Выбран датчик освещенности LM393 т.к. он наиболее доступен Прост в подключении и соответствует требованиям. Задачей датчика освещенности является проверка уровня освещенности в помещении и датчик LM393 подходит для выполнения данной задачи, так как соответствует требованиям и наиболее доступен по сравнению с другими подобными датчиками

4.

Разработка алгоритма и программы управления системой УД

Алгоритм системы умного дома работает следующим образом: Микроконтроллер, управляющий системой получает данные от различных датчиков, подключенных к системе. На первом месте находится датчик влажности и температуры. Системой проводится проверка, соответствует ли текущая температура оптимальной. Если температура превышает норму, включается кондиционер, если температура ниже нормы, то включается отопление. Затем получают данные с датчика освещенности. Система проверяет текущий уровень освещенности в помещении, если он ниже нормы, то подается команда на сервопривод, управляющий положением жалюзи с целью их открытия. Следующим проверяются показатели датчика движения. Если датчик подает положительный сигнал, это означает что на территории находится посторонний, а за этим следует оповещение системы безопасности о том, что на территории посторонний. И на последнем месте находится датчик звука. Его целью является контроль освещения в помещении при помощи хлопка. Если датчик регистрирует хлопок, то производится проверка текучего состояния освещения. Если оно было включено – то будет выключено, если выключено – то включится. О всех действиях пользователь будет оповещен.

5. Расчет и моделирование системы управления «умного дома»

Датчик движения – потребляемая мощность 0,35 Вт

Датчик звука – потребляемая мощность 0,14 Вт

Датчик влажности и температуры – потребляемая мощность 0,15 Вт

Датчик освещенности – потребляемая мощность 0,09 Вт

Суммарная потребляемая мощность датчиков – 0,73 Вт

Мощность выдаваема Arduino Mega – 2,5 Вт

Вывод: подобранные компоненты подходят для подключения к платформе Arduino Mega, так как мощность потребляемая датчиками системы не превышает, мощность выдаваемую микроконтроллером.

На рисунке 5.1 представлена модель работы Arduino в среде PROTEUS

Из рисунков видно, что при превышении комфортной для человека температуры внутри помещения подается управляющий сигнал для включения системы кондиционирования(L1). Если температура ниже нормы, подается управляющий сигнал для включения системы отопления(L2). Из полученных результатов можно сделать вывод о работоспособности системы.

6. 3D моделирование расположения датчиков системы

На рисунках 6.1 и 6.2 показано примерное расположение датчиков системы «Умный дом» в жилых помещения квартиры. Такое решение является универсальным практически для любой планировки жилья.

Заключение

• Построена структурно-функциональная схема системы УД
• Проведен обзор и выбор основных компонентов системы
• Составлен алгоритм и программа работы системы УД
• Проведено моделирование и анализ результатов роботы системы УД
• Произведена сборка макета микроконтроллерной системы умного дома
• Произведена отладка собранного макета
• Примерная стоимость установки данной системы 150000 ₽

Что такое микроконтроллер? — Как работают микроконтроллеры

Микроконтроллер — это компьютер. Все компьютеры — говорим ли мы о персональном настольном компьютере, большом мейнфрейме или микроконтроллере — имеют несколько общих черт:

• Все компьютеры имеют ЦП (центральный процессор), который выполняет программы. Если вы сейчас сидите за настольным компьютером и читаете эту статью, значит, центральный процессор этой машины выполняет программу, реализующую веб-браузер, отображающий эту страницу.
• Процессор откуда-то загружает программу. На вашем настольном компьютере программа-браузер загружается с жесткого диска.
• Компьютер имеет некоторое количество ОЗУ (оперативной памяти), где он может хранить «переменные».
• И у компьютера есть несколько устройств ввода и вывода, чтобы он мог разговаривать с людьми. На настольном компьютере клавиатура и мышь являются устройствами ввода, а монитор и принтер — устройствами вывода. Жесткий диск — это устройство ввода-вывода — он обрабатывает как ввод, так и вывод.

Используемый вами настольный компьютер является «компьютером общего назначения», на котором можно запускать любую из тысяч программ. Микроконтроллеры — это «компьютеры специального назначения». Микроконтроллеры хорошо справляются с одной задачей. Есть ряд других общих характеристик, которые определяют микроконтроллеры. Если компьютер соответствует большинству этих характеристик, его можно назвать «микроконтроллером»:

• Микроконтроллеры « встроены » в какое-либо другое устройство (часто потребительский продукт), чтобы они могли управлять функциями. или действия продукта. Следовательно, другое название микроконтроллера — «встроенный контроллер».
• Микроконтроллеры выделены для одной задачи и запускают одну конкретную программу. Программа хранится в ПЗУ (постоянной памяти) и в основном не изменяется.
• Микроконтроллеры часто маломощные устройства . Настольный компьютер почти всегда подключен к сетевой розетке и может потреблять 50 Вт электроэнергии. Микроконтроллер с батарейным питанием может потреблять 50 мВт.
• Микроконтроллер имеет выделенное устройство ввода и часто (но не всегда) имеет небольшой Светодиодный или ЖК-дисплей для выхода . Микроконтроллер также получает входные данные от устройства, которым он управляет, и управляет устройством, отправляя сигналы различным компонентам устройства. Например, микроконтроллер внутри телевизора принимает входные данные с пульта дистанционного управления и отображает выходные данные на экране телевизора. Контроллер управляет селектором каналов, системой динамиков и некоторыми настройками электроники кинескопа, такими как оттенок и яркость. Контроллер двигателя в автомобиле получает информацию от датчиков, таких как датчики кислорода и детонации, и управляет такими вещами, как топливная смесь и синхронизация свечей зажигания. Контроллер микроволновой печи получает ввод с клавиатуры, отображает выходные данные на ЖК-дисплее и управляет реле, которое включает и выключает микроволновый генератор.
• Микроконтроллер часто бывает маленьким и недорогим . Компоненты выбираются таким образом, чтобы минимизировать размер и быть как можно более дешевыми.
• Микроконтроллер часто, но не всегда, каким-то образом упрочняет . Например, микроконтроллер, управляющий двигателем автомобиля, должен работать при экстремальных температурах, с которыми обычному компьютеру не справиться. Микроконтроллер автомобиля на Аляске должен нормально работать при температуре -30 градусов по Фаренгейту (-34 С), в то время как тот же микроконтроллер в Неваде может работать при температуре 120 градусов по Фаренгейту (49 градусов Цельсия).С). Когда вы добавляете тепло, естественно вырабатываемое двигателем, температура в моторном отсеке может достигать 150 или 180 градусов по Фаренгейту (65-80 C). С другой стороны, микроконтроллер, встроенный в видеомагнитофон, совершенно не защищен.

Фактический процессор , используемый для реализации микроконтроллера, может сильно различаться. Например, сотовый телефон, показанный в фильме «Внутри цифрового сотового телефона», содержит процессор Z-80. Z-80 — 8-битный микропроцессор, разработанный в 1970-х годов и первоначально использовались в домашних компьютерах того времени. Как мне сказали, Garmin GPS, показанный в разделе «Как работают GPS-приемники», содержит маломощную версию Intel 80386. Первоначально 80386 использовался в настольных компьютерах.

Во многих продуктах, таких как микроволновые печи, потребность в ЦП довольно низкая, и важным фактором является цена. В таких случаях производители обращаются к специализированным микросхемам микроконтроллеров — микросхемам, которые изначально разрабатывались как недорогие, небольшие, маломощные встроенные ЦП. Motorola 6811 и Intel 8051 — хорошие примеры таких чипов. Существует также линейка популярных контроллеров под названием «микроконтроллеры PIC», созданная компанией Microchip. По сегодняшним меркам эти процессоры невероятно минималистичны; но они чрезвычайно недороги при покупке в больших количествах и часто могут удовлетворить потребности разработчика устройства всего с одним чипом.

Типичный микроконтроллер младшего класса может иметь 1000 байт ПЗУ и 20 байт ОЗУ, а также восемь контактов ввода/вывода. В больших количествах стоимость этих чипсов иногда может составлять просто копейки. Вы, конечно, никогда не запустите Microsoft Word на таком чипе — для Microsoft Word требуется примерно 30 мегабайт ОЗУ и процессор, способный выполнять миллионы инструкций в секунду. Но тогда вам также не нужен Microsoft Word для управления микроволновой печью. С микроконтроллером у вас есть одна конкретная задача, которую вы пытаетесь выполнить, а низкая стоимость и производительность с низким энергопотреблением — вот что важно.

​

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

Marshall Brain «Как работают микроконтроллеры» 1 апреля 2000 г.
HowStuffWorks.com. 7 апреля 2023 г.

Teensy 4.0 — DEV-15583 — SparkFun Electronics

В наличии DEV-15583 RoHS 13

---

$ 23.80

Наличие на складе

Примечание: Уведомление. Для правильной работы этого продукта требуются другие продукты.
См. товары первой необходимости.

Примечание: Доставка за пределы США?
Щелкните здесь для получения информации

Примечание: У нас есть лимит заказа 10 на клиента на этот продукт.

Избранное Любимый 50

Список желаний

В наличии DEV-15583 RoHS

13

$ 23.

80

Примечание: Уведомление. Для правильной работы этого продукта требуются другие продукты.
См. товары первой необходимости.

Примечание: Доставка за пределы США?
Щелкните здесь для получения информации

Примечание: У нас есть лимит заказа 10 на клиента на этот продукт.

• Описание
• Функции
• Документы

Teensy 4.0 оснащен процессором ARM Cortex-M7 с тактовой частотой 600 МГц и чипом NXP iMXRT1062, самым быстрым из доступных сегодня микроконтроллеров. Teensy 4.0 имеет тот же размер и форму, что и Teensy 3.2, и сохраняет совместимость с большинством функций контактов в Teensy 3. 2.

При работе на частоте 600 МГц Teensy 4.0 потребляет около 100 мА тока. Teensy 4.0 обеспечивает поддержку динамического масштабирования часов. В отличие от традиционных микроконтроллеров, где изменение тактовой частоты приводит к неправильной скорости передачи данных и другим проблемам, аппаратное обеспечение Teensy 4.0 и программная поддержка функций синхронизации Arduino от Teensyduino предназначены для динамического изменения скорости. Последовательные скорости передачи, частоты дискретизации потокового аудио и функции Arduino, такие как delay() и millis(), а также расширения Teensyduino, такие как IntervalTimer и elapsedMillis, продолжают работать правильно, пока процессор меняет скорость. Teensy 4.0 также предоставляет функцию отключения питания. Подключив кнопку к контакту On/Off, источник питания 3,3 В можно полностью отключить, удерживая кнопку в течение 5 секунд, и снова включить кратким нажатием кнопки. Если ячейка-таблетка подключена к VBAT, RTC Teensy 4.0 также продолжает отслеживать дату и время, когда питание отключено. Teensy 4.0 также можно разогнать до частоты выше 600 МГц!

ARM Cortex-M7 объединяет множество мощных функций ЦП с настоящей платформой микроконтроллеров реального времени. Cortex-M7 — это супермасштабирующий процессор двойного назначения, что означает, что M7 может выполнять две инструкции за такт на частоте 600 МГц! Конечно, выполнение двух одновременно зависит от инструкций и регистров компилятора. Первоначальные тесты показали, что код C++, скомпилированный Arduino, имеет тенденцию выполнять две инструкции примерно в 40–50% случаев при выполнении численной интенсивной работы с использованием целых чисел и указателей. Cortex-M7 — первый микроконтроллер ARM, использующий предсказание переходов. На M4 циклы и другой код, который сильно разветвляется, занимают три такта. С M7, после того как цикл выполнился несколько раз, предсказание ветвления устраняет эти накладные расходы, позволяя выполнять инструкцию ветвления только за один тактовый цикл.

Плотно связанная память — это специальная функция, позволяющая Cortex-M7 осуществлять быстрый доступ к памяти за один цикл с использованием пары 64-битных шин. Шина ITCM обеспечивает 64-битный путь для получения инструкций. Шина DTCM на самом деле представляет собой пару 32-битных путей, что позволяет M7 выполнять до двух отдельных обращений к памяти в одном и том же цикле. Эти чрезвычайно высокоскоростные шины отделены от основной шины AXI M7, которая обеспечивает доступ к другой памяти и периферийным устройствам. Доступ к 512 КБ памяти можно получить как тесно связанную память. Teensyduino автоматически выделяет код скетча Arduino в ITCM, а всю память, не использующую malloc, — в быстрый DTCM, если только вы не добавите дополнительные ключевые слова для переопределения оптимизированного значения по умолчанию. Память, к которой нет доступа на сильно связанных шинах, оптимизирована для доступа DMA периферийными устройствами. Поскольку основная часть доступа к памяти M7 осуществляется по двум сильно связанным шинам, мощные периферийные устройства на основе прямого доступа к памяти имеют превосходный доступ к памяти без TCM для высокоэффективного ввода-вывода.

Процессор Teensy 4.0 Cortex-M7 включает в себя модуль с плавающей запятой (FPU), который поддерживает как 64-битное «двойное», так и 32-битное «плавающее». С FPU M4 на Teensy 3.5 и 3.6, а также с чипами Atmel SAMD51 аппаратно ускоряется только 32-битное число с плавающей запятой. Любое использование двойных, двойных функций, таких как log(), sin(), cos(), означает медленную программную реализацию математики. Teensy 4.0 выполняет все это с помощью аппаратного обеспечения FPU.

Примечание: Имейте в виду, что Teensy 4.0 не включает разъемы, и их необходимо приобретать отдельно и припаивать самостоятельно.

Внимание: Из-за ограниченного предложения заказы не могут быть выполнены немедленно; заказы, не распределенные немедленно, будут размещены в режиме ожидания и заполнены, если позволяют запасы. Если вы представляете компанию, дистрибьютора или торгового посредника, свяжитесь с отделом продаж, чтобы разместить заказ: sales@sparkfun. com .

• ARM Cortex-M7 на частоте 600 МГц
• 1024 КБ ОЗУ (512 КБ тесно связаны)
• 2048K Flash (64K зарезервировано для восстановления и эмуляции EEPROM)
• 2 порта USB, оба 480 Мбит/с
• 3 Шина CAN (1 с CAN FD)
• 2 I ² S Цифровое аудио
• 1 Цифровое аудио S/PDIF
• 1 SDIO (4 бита) собственный SD
• 3 SPI, все с 16-словным FIFO
• 3 I ² C, все с 4-байтовым FIFO
• 7 Последовательный, все с 4-байтовым FIFO
• 32 канала DMA общего назначения
• 31 контакт ШИМ
• 40 цифровых контактов, все с возможностью прерывания
• 14 аналоговых контактов, 2 АЦП на микросхеме
• Криптографическое ускорение
• Генератор случайных чисел
• RTC для даты/времени
• Программируемый FlexIO
• Конвейер обработки пикселей
• Периферийное перекрестное срабатывание
• Управление включением/выключением питания

• Спецификация (MIMXRT1062 DVL6A)
• Руководство (MIMXRT1062 DVL6A)
• Спецификация (W25Q16JV-DTR)
• Быстрый старт для подростков
• Программное обеспечение Teensyduino
Таблицы назначения контактов
• • Передний
  • Спина
• Страница справки Teensy и часто задаваемые вопросы

Справка и ресурсы по продукту Teensy 4.

0

• Учебники
• Видео
• Необходимые навыки

Название видео

Основной навык:

Пайка

Этот навык определяет, насколько сложна пайка на конкретном изделии. Это может быть пара простых паяных соединений или потребуются специальные инструменты для оплавления.

2 Пайка

Уровень навыка: Новичок — количество контактов увеличивается, и вам придется определять полярность компонентов, а некоторые компоненты могут быть немного сложнее или расположены близко друг к другу. Вам может понадобиться припой или флюс.
Просмотреть все уровни навыков

---

Основной навык:

Программирование

Если плате нужен код или каким-то образом взаимодействует, вам нужно знать, как программировать или взаимодействовать с ней. Навык программирования связан с общением и кодом.

3 Программирование

Уровень навыков: Компетентный — Цепочка инструментов для программирования немного сложнее, и примеры могут быть не предоставлены вам явно. Вы должны будете иметь фундаментальные знания в области программирования и должны будете предоставить свой собственный код. Возможно, вам потребуется изменить существующие библиотеки или код для работы с вашим конкретным оборудованием. Сенсорные и аппаратные интерфейсы будут SPI или I2C.
Просмотреть все уровни навыков

---

Основной навык:

Создание электрических прототипов

Если для этого требуется питание, вам нужно знать, сколько, что делают все контакты и как их подключить. Возможно, вам придется обращаться к таблицам данных, схемам и знать все тонкости электроники.

2 Электрическое прототипирование

Уровень навыка: Новичок . Вам может потребоваться узнать немного больше о компоненте, например, об ориентации или о том, как его подключить, в дополнение к требованиям к питанию. Вам нужно будет понять поляризованные компоненты.
Просмотреть все уровни навыков

---

• Комментарии 20
• Отзывы 13 13

4.6 из 5

На основании 13 оценок:

Сейчас просматриваются все отзывы покупателей.

Показаны результаты со звездным рейтингом.

4 из 4 нашел это полезным:

Наконец-то нашел то, что искал…

около 3 лет назад от DogOne проверенный покупатель

После игры с десятками разных микроконтроллеров, больших и маленьких, мне на помощь пришел Teensy 4.0. NXP называет микросхему Teensy 4.0 перекрестным микроконтроллером, что довольно точно. MXRT1062 обладает достаточной мощностью и ресурсами для управления ОС реального времени. Вы также получаете множество базовых операций ввода-вывода, необходимых для модульного проекта. Все это, и это все еще крошечное, эээ, крошечное.

Моему текущему проекту требуется следующее: интерпретатор Lua, ОС реального времени и некоторая форма визуального редактора экрана, управляемая с помощью PuTTY. Teensy 4.0 справляется со всем этим с запасом места. С помощью пары разъемов я могу подключить Teensy 4.0 к большей печатной плате и полностью контролировать все оборудование на этой плате. С последовательным кабелем USB и старым ноутбуком с PuTTY или minicom я могу запрограммировать всю систему в полевых условиях за считанные минуты, используя Lua в качестве встроенного языка сценариев. Идея состоит в том, чтобы один раз запрограммировать Teensy на низком уровне, а затем внести изменения в поле, никогда больше не касаясь Makefile или компилятора. Teensy 4.0 прекрасно отвечает этим требованиям.

Вы можете получить большие, более мощные контроллеры, способные работать с полноценной ОС Linux, но за весь этот багаж приходится платить. На мой взгляд, Teensy 4.0 — контроллер правильного размера. Это то, что рынок долгое время упускал из виду, но, наконец, оно здесь. Попробуйте и убедитесь сами.

Да, и еще кое-что…

Скорость не всегда важна. Teensy 4.0 содержит довольно много памяти и флэш-памяти на одном чипе. Я запускаю свой Teensy на частоте 48 МГц, чтобы он оставался красивым и прохладным, но при этом выполнял много работы. Но если вам нужно нарастить эту штуку для ИИ или машинного обучения, она тоже может это сделать, просто имейте под рукой приличный радиатор, потому что она нагревается на более высоких тактовых частотах.

1 из 1 нашел это полезным:

Надежная производительность, простота в использовании и множество функций.

около 2 лет назад от Darkextratoasty проверенный покупатель

Я использую его для управления радиоуправляемой машиной с приемником FrSky Sbus. Sbus — это инвертированное последовательное соединение, для которого обычно требуется аппаратный инвертор, но teensy 4. 0 поддерживает программную последовательную инверсию, поэтому я могу просто подключить его напрямую. Он также имеет 6 аппаратных портов UART и процессор M7 с частотой 600 МГц, поэтому есть много места для дополнительных функций, таких как модуль GPS, телеметрия S.port и, в конечном итоге, Raspberry Pi для автономной навигации.

3 из 3 нашел это полезным:

Очень хороший продукт

около 3 лет назад от участника #774433 проверенный покупатель

В основном я работаю с микроконтроллерами и рад, что у меня есть доступ к высокоскоростной обработке с хорошим выбором периферийных устройств. Самой выдающейся особенностью для меня было наличие трех портов CAN. Я использую Arduino IDE для удобства и был доволен быстрой загрузкой на плату. Я хотел бы видеть добавление возможности WiFi. В настоящее время я использую платформу ESP32 для большей части своей работы из-за встроенной беспроводной связи. С Wi-Fi эта плата покрыла бы почти все вычислительные потребности встроенной системы.

Эта штука РАКЕТА

около 3 лет назад Тонио проверенный покупатель

Играя с DDS (Direct Digital Synthesis) и фильтрами DSP, эта штука работает быстро!

Действительно впечатляющий

около 2 лет назад от участника № 1558050 проверенный покупатель

Превосходит любую другую макетную плату аналогичного размера и стоимости. 😉

— Сэм

Отлично до сих пор

около 2 лет назад от участника № 1399795 проверенный покупатель

Программирование с помощью Arduino IDE. Я могу использовать множество существующих программ в качестве основы, не беспокоясь о нехватке памяти или вычислительной мощности.

Красивая техника!

около 2 лет назад от участника № 1692615 проверенный покупатель

Супер быстрый и надежный.

Любить это!

около года назад от участника #1520846 проверенный покупатель

Микросхема ARM премиум-класса на плате разработки, которая может работать со всеми устройствами Arduino и Teensy. Да, пожалуйста!

Быстро и легко

в прошлом году Брэндон Джеймс проверенный покупатель

Такой хороший контроллер. Единственная сложная часть — установить соответствующее программное обеспечение, чтобы заставить его говорить, но просто прочитайте руководство. Этот маленький контроллер достаточно быстр, я могу считывать форму звуковой волны с 4 отдельных микрофонов и при этом выполнять множество математических операций. Рекомендовал бы.

около 3 лет назад от участника № 230409 проверенный покупатель

Скорость, универсальность, простота использования, а также обширная поддержка и легкодоступная информация.

Мощный маленький зверь

около 3 месяцев назад Лемуроид проверенный покупатель

Я часто использую их для каламбура матричных дисплеев hub75. Люблю их, когда могу их получить, и был счастлив, что Sparkfun смог доставить их. так ВОУТ! для подростковой семьи.

Эпический

около 3 лет назад от участника #717556 проверенный покупатель

Сверхмощный. Он крошечный, дешевый и очень мощный. Также огромный потенциал для разгона. Поддержка USB-хоста — забавный бонус. Единственное, чего мне хотелось бы, так это большего количества булавок — если бы не это, это было бы 5 звезд.

Мне бы хотелось увидеть это с большим количеством контактов, слотом microsd с поддержкой SDIO и выбитыми USB D+ и D-.

Используется для замены NANO

около 3 лет назад от участника #887589 проверенный покупатель

Я использую Teensy 4.