Microcontrollori & FPGA:

Microcontrollori PIC, microcontrollori Atmel, microcontrollori ARM, Freescale, Texas Instruments, STM, Renesas, NXP etc. A 8bit, a 16bit ed a 32bit! In questa categoria troverete progetti sui microcontrollori, firmware per programmare microcontrollori e tutorial. Ci sono anche articoli su Arduino e DSC, i microcontrollori con a bordo funzioni DSP e molto altro!

Implementazione di un PWM a 16 bit con un 8051

Questo articolo descrive l’implementazione di un generatore PWM a 16 bit utilizzando la periferica Programmable Counter Array in modalità "High-Speed Output" del microcontrollore C8051F000 della Silicon Labs. In un mercato dei microcontrollori in piena evoluzione sono ancora tanti i progettisti che per applicazioni di fascia bassa si affidano ad un microcontrollore ad 8 bit. L’8051 è sicuramente uno dei capostipiti di questa tipologia di microcontrollori e ancora oggi è molto utilizzato. Una delle classiche applicazioni di fascia bassa è il controllo motore utilizzando segnali PWM. Vediamo come implementare un PWM a 16 bit utilizzando un microcontrollore 8051 della Silicon …

Implementazione del bootloader

Il bootloader è uno strumento fondamentale e indispensabile per l’aggiornamento del codice applicativo di un microcontrollore. Questo articolo, basato su un Application Note di Microchip, esamina le caratteristiche basilari del bootloader sviluppato per la famiglia di microcontrollori PIC32, arrivando a definire anche i dettagli implementativi. Disporre di un bootloader rappresenta un vantaggio enorme per ogni sviluppatore di software per microcontrollori. E’ infatti possibile aggiornare velocemente il software residente sulla memoria flash del microcontrollore, disponendo di una comune connessione tra il PC di sviluppo ed il sistema target (a seconda dei casi, può essere una comune connessione seriale, USB, Ethernet, …

Metodi di conferma dati con F2MC/FR

In questo articolo affronteremo una delle problematiche incontrate da chi invia informazioni: la possibilità di interferenze elettromagnetiche e quindi la ricezione di bit errati. Entreremo nel dettaglio di una trasmissione seriale, affronteremo le tecniche di ricerca degli errori e vedremo un esempio di conferma dati con MCU Fujitsu F2MC/FR. Le comunicazioni seriali sono affidabili e permettono la condivisione di informazioni tra dispositivi con un numero di conduttori contenuto. Lunghe distanze e zone con disturbi elettromagnetici pronunciati possono interferire con la comunicazione e rendere i dati inviati tra trasmettitore e ricevitori errati, e quindi non processabili dalle eventuali elettroniche di controllo. Fin dall’inizio, quando …

NXP rivoluziona la semplicità con il microcontroller LPC800

Con un’iniziativa destinata a rendere obsolete le architetture a 8 bit, NXP Semiconductors presenta l’unità LPC800, un microcontroller a 32 bit progettato appositamente per il mondo degli 8 bit. Disponibile in package a ridotto numero di pin, il modello LPC800 semplifica l’indirizzamento a 8 bit delle periferiche mettendo nel contempo a disposizione funzionalità a 32 bit e l’eccezionale efficienza nei consumi del processore ARM Cortex-M0+. Introducendo un nuovo livello di flessibilità senza però aggiungere complessità, il nuovo LPC800 vanta caratteristiche rivoluzionarie come una matrice flessibile di commutazione che consente di assegnare le periferiche on-chip a qualunque pin attraverso un’unica …

KINETIS-K

Questo articolo della rubrica Firmware Reload introduce la serie K di microcontrollori della famiglia Kinetis proposta da Freescale. Si tratta di microcontrollori a 32 bit per la fascia “Entry-level” del mercato, che integrano un core Cortex M4 di ARM. I core Cortex della ARM si stanno rapidamente diffondendo nel mercato dei microcontrollori. Tutti i principali costruttori di riferimento stanno lanciando sul mercato i loro prodotti con core Cortex. Uno dei player più attivi su questo mercato è Freescale che di recente ha lanciato la famiglia Kinetis. I primi prodotti di questa famiglia integrano un core Cortex M4 e sono …

Inizializzare i micro TMS570LS

In questo articolo della rubrica Firmware Reload trattiamo le linee guida per una corretta procedura di start-up dei micro TMS570LS di TI. TMS570LS è la famiglia di microcontrollori per applicazioni safety-critical di Texas Instruments. Progettata per rispettare i requisiti ISO 26262 ASIL-D e IEC 61508 SIL-3, si basa su un’architettura (Figura 1) dual core con due CPU ARM Cortex-R4F operanti in lockstep, fino a 3 Mbyte di memoria flash embedded con controllo ECC, due ADC ridondati a 8 canali e 12 bit di risoluzione, porte di connessione Ethernet, FlexRay, CAN, LIN, SPI, controller DMA e timer con funzionalità PWM …

Stadio di alimentazione per FPGA

Questo articolo descrive i requisiti tipici da soddisfare nel progetto di uno stadio di alimentazione per FPGA. Si prenderanno in considerazione due famiglie di prodotti di costruttori leader nel segmento FPGA. Infine, verrà presentata una soluzione applicativa. Per questo articolo consideriamo due prodotti FPGA, Virtex-5 di Xilinx e Stratix III di Altera. Si tratta di due famiglie di prodotti in tecnologia da 65 nm di fascia alta che contengono piattaforme a elevate prestazioni, alta velocità ed elevato pin out, in maniera da garantire un’estrema flessibilità per l’utilizzatore. Il primo obiettivo è definire quali sono i requisiti di un sistema …

Progettare con i micro Stellaris di TI

Analizziamo in questo articolo alcune semplici linee guida per l’utilizzo di questi microcontrollori, evitando i problemi più comuni. Introduzione Stellaris (Figura 1) è la famiglia di microcontrollori a 32 bit di Texas Instruments basata su CPU Cortex-M per applicazioni in ambito industriale. I dispositivi sono dotati di flash embedded, SRAM e ROM on-chip, DMA a 32 canali, regolatore di tensione low dropout, circuito di reset per brown-out ed al power-on, ADC, timer e oscillatore integrato, oltre a una porta EPI (External Peripheral Interface) per l’accesso a memorie on-chip o, in generale, connettività Host-Bus o M2M. Sono presenti porte di …

Ottimizzare la memoria su MSP430 e μC/OS-II

Questo articolo mostra come utilizzare un Micrium C/OS-II real-time kernel su MSP430 soltanto con un piccolo consumo supplementare di memoria. Vedremo alcuni suggerimenti sull’utilizzo delle funzionalità dell’MSP430 e del Micriμm μC/OS-II per ottimizzare al massimo i progetti. Come applicazione dimostrativa scegliamo di utilizzare un programma che effettua il lampeggio di due LED sulla scheda MSP430F5438 Experimenter Board. Ogni LED è controllato da uno specifico task. Il programma è stato sviluppato per il microcontrollore MSP430F5438A. La Experimenter Board è stata configurata via software per lavorare con questa applicazione alla frequenza di 1 MHz. MODIFICARE L’APPLICAZIONE PER GLI ALTRI DISPOSITIVI MSP430F5XX/6XX …

Le MCU C8051F91x-C8051F90x

Questo articolo vuole introdurre un microcontrollore di recente arrivo sul mercato, basato su un core 8051 ma con assorbimenti di corrente veramente ridotti, tanto da farlo primeggiare per i suoi bassi consumi durante la fase attiva tra i microcontrollori industriali. Negli ultimi anni Silicon Laboratories ha presentato una interessante famiglia di microcontrollori, la famiglia C8051F91x/0x. Nell’idea di Silicon Laboratories questa famiglia è orientata ad applicazioni ad assorbimento ultra-ridotto e a tutti i sistemi embedded “power- sensitive”. Ovviamente, le MCU F91x/0x risultano ideali per applicazioni a batteria e per l’impiego nelle classiche applicazioni sensibili al consumo di corrente, come: strumenti …

Rilevamento interruzioni con Atmel ATA6870

L’integrato ATA6870 di Atmel, utilizzato nel settore auto per la misura e il monitoraggio dello stato batterie nei veicoli ibridi ed elettrici, dispone di un’importante funzionalità in grado di rilevare le interruzioni del collegamento elettrico con le batterie. Scopriamo insieme in questo articolo in cosa consiste questa tecnica e le sue applicazioni. Prima di illustrare e comprendere la funzionalità di rilevamento dell’interruzione del collegamento elettrico (nota in inglese con il termine “broken wire detection”), è utile riassumere le caratteristiche e le principali applicazioni del componente proposto da Atmel. L’ATA6870 è fondamentalmente un circuito destinato alla misura e al monitoraggio …

Convertire i segnali al giusto livello analogico

Uno degli ostacoli più frequenti che si incontrano durante la progettazione è la necessità di adattare il livello logico di segnali digitali. Quando si tratta di convertire segnali da 5 a 3,3 V o viceversa, esistono numerosi circuiti integrati che possono essere di aiuto. Il problema si pone quando il livello dei segnali è più elevato, per esempio se si devono convertire segnali a 12 V per una logica a 5 V. In numerose applicazioni, ad esempio se occorre realizzare una scheda di test a microcontrollore, ci si scontra con la necessità di dover convertire i segnali da controllare perché essi superano la tensione massima ammessa …

I nuovi MB95F430 di Fujitsu

La nuova serie di microprocessori Fujitsu MB95F430 a 8 bit appartiene alla famiglia F2MC-8FX, concepita per impieghi generali. Lo scorso anno Fujitsu Semiconductor Europe (FSEU) annunciava la nascita della nuova famiglia di microprocessori ad alte prestazioni F2MC-8FX, con funzionalità analogiche davvero particolari, attualmente in fase matura di produzione. Questa serie di microprocessori MB95F430 a 8 bit appartiene alla famiglia F2MC-8FX, nata per impieghi generali, con un valido set di istruzioni tra cui moltiplicazione e divisione e operazioni aritmetiche a 16 bit. F2MC è l’abbreviazione di Fujitsu Flexible Microcontroller. Questa serie comprende diversi modelli con quattro canali comparatori di tensione …

Trasmissione dati high-speed

Analizziamo in questo articolo come utilizzare i blocchi ISERDES ed OSERDES delle Spartan-6 per la realizzazione di applicazioni seriali source-synchronous fino a 1080 Mbps. Spartan-6 è la famiglia di FPGA correntemente supportata da Xilinx per applicazioni a bassa dissipazione di potenza e costi contenuti. I dispositivi offrono tecnologia di gestione avanzata della potenza, capacità logica fino a 150k celle, end-point PCI Express integrato, slice DSP con clock fino a 250 MHz, transceiver GTP a 3.2 Gbps, risorse Select I/O. Di seguito, in particolare, è discusso l’utilizzo dei moduli di ISERDES2/OSERDES2 per la realizzazione di applicazioni di trasmissione dati source-synchronous. INTRODUZIONE AI …

Nuove soluzioni per convertitori switching

In questo articolo per la rubrica Firmware Reload faremo una introduzione alle caratteristiche della serie SWITCHER di National. Sempre più applicazioni richiedono oggi il progetto di circuiti di condizionamento e distribuzione locale della potenza, che assicurino prestazioni elevate per quanto concerne compatibilità EMI e requisiti termici, elevata capacità di corrente e/o tensione di uscita, elevata efficienza, capacità di operare in condizioni estreme, ridotte dimensioni. Per semplificare il lavoro del progettista, tutte le principali aziende rendono oggi disponibili a catalogo soluzioni integrate in questo ambito. Tra queste vi è, in particolare, la serie di moduli, regolatori e controller denominata SWITCHER (Figura 1) …

Utilizzare il reload timer

Nella maggior parte dei casi i timer dispongono di logica di comparazione e capacità di reload che consentono di implementare, così, la generazione di forme d’onda in uscita con modulazione PWM o il conteggio di eventi in ingresso, il tutto con intervento minimale da parte della CPU. Vediamo come utilizzare questa funzione nei micro Fujitsu F²MC-16FX. Il timer è certamente una delle periferiche più semplici di un microcontrollore ma, sotto certi aspetti, anche una delle più flessibili. Nella maggior parte dei casi i timer dispongono di logica di comparazione e capacità di reload che consentono di implementare, così, la …

Sviluppare con MB89201

Questo articolo fornisce le basi per iniziare a sviluppare con il microcontrollore MB89201 della famiglia F2MC-8L di Fujitsu. Si approfondiranno gli strumenti attraverso i quali lo sviluppo viene agevolato, ovvero l’emulatore, le schede di sviluppo e i chip di sviluppo, fino ad arrivare a scrivere le prime righe di software.   Per la famiglia 8L si può utilizzare l’emulatore Compact-ICE (in-circuit emulator) MSE1001C (Figure 1 e 2). Il collegamento al PC è molto semplice e viene realizzato tramite porta COM con un cavo RS232. Dal lato del Compact-ICE troviamo un connettore Sub-D maschio a 25 pin indispensabile per il collegamento. L’interfaccia di connessione è collocata sul retro dell’emulatore. Serve poi l’alimentazione a 5 V DC tramite il connettore dedicato, …

PIC 16F1512/13

I PIC 16F1512/13 sono dotati di tecnologia XLP, volta al basso consumo: un oscillatore interno a 31 KHz, un regolatore di tensione LDO che fornisce all’architettura interna una tensione inferiore alla Vdd ed ai pin I/O. E’ presente un modulo interno di misura della temperatura del die. I PIC 16F1512/13 sono dispositivi disponibili nel package a 28 pin e dotati di tecnologia XLP che permette di avere consumi molto ridotti. Possono avere una tensione di alimentazione variabile nell’intervallo 2.3-5.5 V e una CPU funzionante a 20 MHz o 16 MHz, a tensioni rispettivamente di 2.5 e 1.8 V. Permettono …

ADC nei Microcontrollori Kinetis Freescale (NXP)

In questo articolo analizzeremo i Microcontrollori Kinetis Freescale (NXP), in particolare le tecniche di conversione analogico-digitale (ADC). Per sviluppare il nuovo dispositivo di recupero di energia, la Mclaren Electronic System decise di iniziare una nuova partnership con Freescale Semiconductor (NXP), azienda internazionale che fornisce sistemi elettronici alla clientela. Le due parti credono che la collaborazione porterà a un miglioramento del sistema KERS della Mclaren Mercedes, e grazie all'esperienza di Freescale (NXP), tale dispositivo verrà implementato anche sulle vetture stradali. La KERS Technology Kinetis Energy Recovery System funziona come una sorta di caricatore di energia che trasmette una maggior potenza, …

La famiglia dsPIC33GJ06

I PIC sono microcontrollori a 8 bit tra i più diffusi al mondo. Da qualche tempo Microchip ha introdotto una nuova famiglia di microcontrollori: i dsPIC. Questi presentano importanti differenze con i PIC e vorremmo dare qui una breve panoramica di tali dispositivi analizzando in particolare i dsPIC33. I dsPIC (Figura 1) sono microcontrollori a 16 bit, ovvero i registri che controllano le operazioni possiedono numero doppio di bit. Questo semplifica e migliora in molti casi le operazioni poiché timer, ADC e tutte le altre periferiche hanno a disposizione più bit per operare. Esistono due famiglie di dsPIC: i dsPIC30 e i dsPIC33. Questi ultimi lavorano a 3.3 V ed hanno …

R.T.C.C. con PIC16F1827

I microcontrollori PIC 16 dispongono di un timer e di un dispositivo di comunicazione I2C verso l’esterno. L’articolo descrive l’implementazione di un R.T.C.C. software che può sostituire quelli hardware o essere integrato in altre applicazioni. Esso fornisce le cifre di tempo in secondi, minuti e ore, quelle di giorno, mese e anno, il giorno della settimana e anche un allarme. L’implementazione si basa sul Timer1 che può funzionare tramite un oscillatore interno a basso consumo che, in questo caso, riceve un segnale esterno di 32.768 kHz; l’oscillatore può funzionare quando il microcontrollore è posto in sleep mode e ciò limita il consumo nelle applicazioni che prevedono un’alimentazione fornita, ad esempio, da una batteria. Il registro associato al Timer1 è formato …

Potenziometro digitale a controllo analogico

Questo articolo propone un circuito in grado di controllare il valore di un potenziometro digitale partendo da una semplice tensione analogica. Il circuito proposto permette di variare la resistenza di un potenziometro digitale, utilizzando una tensione analogica esterna. Come è immediato intuire, sarà necessario convertire la tensione analogica in un valore digitale, per questo dovremo utilizzare un ADC. Poiché il potenziometro digitale preso in considerazione è dotato di un'interfaccia I2C, sarà necessario anche un microcontrollore per comandarlo. Niente di più sensato, quindi, di scegliere un microcontrollore che abbia integrato un convertitore ADC. La scelta è caduta sul PIC12F683 della …

Schmitt-trigger con FPGA o CPLD

Lo Schmitt-trigger è uno dei circuiti più utilizzati in elettronica. Questo articolo spiegherà brevemente perché. Inoltre, ci aiuterà ad utilizzare questa funzionalità anche quando abbiamo a che fare con logiche programmabili. L’uso di Schmitt-trigger migliora notevolmente l’immunità ai disturbi a discapito dell’introduzione di un ritardo di propagazione sul segnale. Per questo motivo l’utilizzo di Schmitt-trigger è diffusissimo nelle applicazioni dove si hanno segnali disturbati e/o segnali a basso slew-rate. Se così non fosse, i disturbi genererebbero oscillazioni e false commutazioni così come farebbero i segnali a basso slew-rate, nei dintorni della tensione di soglia dell’ingresso. Gli Schmitt-trigger risolvono questi …

Microcontrollori low power: come scegliere

In questo articolo affronteremo delle considerazioni di base sui microcontrollori, volte a confrontare e scegliere tra i diversi modelli disponibili sul mercato. Il risparmio energetico è diventato ormai uno dei requisiti essenziali in molte applicazioni, sia nell’ottica di una riduzione dei consumi che consenta di realizzare applicazioni eco-sostenibili sia per l’impiego in sistemi ed apparecchiature battery-powered che stanno trovando sempre maggiore impiego in diversi campi, da quello mobile a quello medicale, fino alle reti di sensori wireless ed al remote monitoring. Uno dei settori dell’elettronica dove l’attenzione al risparmio energetico è sentita in maniera pressante è quello dei microcontrollori. Tutte …

Le FPGA in virgola mobile nelle applicazioni radar

I sistemi radar basano il loro funzionamento su un utilizzo esteso e massiccio di algoritmi di elaborazione del segnale, la cui implementazione è stata storicamente affidata ai Digital Signal Processor (DSP). Le attuali versioni di FPGA, che integrano al loro interno moduli DSP e possono processare numeri in virgola mobile, si propongono oggi come una soluzione efficiente, performante e con assorbimenti estremamente ridotti, in grado di fornire prestazioni fino a dieci volte superiori rispetto ai tradizionali DSP. Introduzione I più moderni sistemi radar sono in grado di implementare, sullo stesso apparato, diverse modalità di funzionamento, che tipicamente includono modi …

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