Cổng logic có thể được sử dụng cho mạch chứa bộ điều khiển vi mô

Tôi tự hỏi nếu một cổng logic sẽ được sử dụng cho một mạch có chứa bộ điều khiển vi mô. Có trường hợp khi một cổng logic tương tự được ưa thích hơn một bộ điều khiển vi mô và một số tiện ích sử dụng cổng logic tương tự trong tuổi của bộ vi xử lý và bộ điều khiển.

Tôi nghĩ bạn có nghĩa là một cổng logic 'rời rạc'.

Vâng, có những lý do bạn có thể muốn sử dụng một cổng bên ngoài. Tôi sẽ lấy một ví dụ thực tế: Tôi có một vi điều khiển điều khiển tín hiệu đồng hồ đến một số hộp bên ngoài. Nó phải bật đồng hồ (vài MHz) tại một thời điểm được xác định bởi vi điều khiển và không được cung cấp bất kỳ xung 'runt' nào. Bằng cách đồng bộ hóa kích hoạt với bộ tạo đồng hồ (flip-flop) và gating nó (cổng 'và'), các thông số kỹ thuật có thể được đáp ứng. Không có cách nào để làm điều đó chỉ với vi mô.

Trong trường hợp khác, tín hiệu bên ngoài từ bộ so sánh phải được bật bởi bộ hẹn giờ trong vi điều khiển. Thiết bị ngoại vi vi điều khiển có khả năng chính xác (kịp thời) chuyển đổi chân cổng của nó, nhưng không có khả năng 'và' tín hiệu với trạng thái chân đó.

Trong một số trường hợp, các bộ vi điều khiển đã được trang bị một số logic có thể định cấu hình để xử lý loại yêu cầu này (chẳng hạn như 'CLC' hoặc 'ô logic có thể định cấu hình') trên các bộ phận của Microchip), nhưng sẽ luôn có các ứng dụng mà nhà sản xuất vi mô không lường trước được ứng dụng. Trên thực tế, đôi khi chúng ta buộc toàn bộ một FPGA với hàng trăm ngàn cổng vào micro để có đủ logic bên ngoài để đáp ứng các yêu cầu.

Cổng logic kỹ thuật số ("cổng logic tương tự" không có ý nghĩa) đôi khi vẫn được sử dụng với vi điều khiển. Thông thường lý do là một cái gì đó cần phải được thực hiện ở tốc độ của một cổng logic mà phần sụn quá chậm. Một khả năng khác là mở rộng khả năng I / O của micro. Ví dụ, nếu bạn có một số thiết bị trên xe buýt, có thể bạn sẽ có logic bên ngoài để khóa dữ liệu đến và đi từ xe buýt. Cũng có thể có logic bên ngoài để xử lý trọng tài, vì điều này thường phải xảy ra ở tốc độ của chu kỳ xe buýt hoặc phân số của chu kỳ xe buýt.

Một lý do khác: tiêu thụ hiện tại cực thấp khi không chuyển đổi. Bạn có thể sử dụng điều này để đáp ứng với đầu vào đơn giản khi micro bị tắt hoặc quyết định có đánh thức nó để thực hiện xử lý hay không.

Microchip đã xác định rằng đủ các nhà thiết kế cần thêm một số logic "keo" ngoại vi vào các thiết kế của họ mà họ đã đưa ra với hai họ vi điều khiển - PIC16 (L) F150 và PIC10 (L) F32X - bao gồm tối đa bốn Tế bào Logic có thể định cấu hình (CLC), giống như một CPLD thu nhỏ.

Có tám chức năng logic khác nhau có sẵn:

• AND-OR
• OR-XOR
• AND
• S-R Latch
• D Flip-Flop with Set and Reset
• D Flip-Flop with Reset
• J-K Flip-Flop with Reset
• Transparent Latch with Set and Reset

Ví dụ ở đây là một flip-flop:

Trong trường hợp PIC10 (có một CLC), điều đó thật tuyệt vời đối với một thiết bị sáu pin có giá dưới 40ȼ về số lượng. Ở mức giá đó, chi phí và không gian tiết kiệm hơn khi phải bao gồm một số chip logic riêng biệt cộng lại.

Một mặt, logic "rời rạc" có thể thực hiện các hoạt động nhanh hơn và đáng tin cậy hơn mà vi điều khiển có thể thực hiện. Và, điều mà đôi khi còn quan trọng hơn, các cổng logic có thể hoạt động đồng thời, trong khi một uC vốn có tính tuần tự.

Ngoài ra, nếu bạn có một bảng mạch đông đúc, bạn có thể lưu các chân I / O trên vi điều khiển nếu bạn có thể thực hiện các hoạt động đó ở bên ngoài.

Để thêm vào danh sách các ứng dụng, chúng cũng hữu ích khi xử lý tín hiệu đầu vào nhanh hơn bạn có thể xử lý trực tiếp trong vi điều khiển. Ví dụ, trên bảng tôi đang làm việc tại thời điểm này, máy dò pha - đơn giản là cổng XOR - với điện trở và tụ điện cho phép MCU đọc được pha tương đối của hai tín hiệu bằng cách sử dụng ADC của nó, thay vì phải lấy mẫu Toàn bộ tín hiệu tốc độ cao.

Mọi người đã bỏ qua op-amps ở đây; logic tương tự có nhiều chức năng ngay cả trong các mạch điều khiển uP / micro hiện đại. Tín hiệu độc quyền thông qua các dây dài giữa micros sẽ chỉ là một ứng dụng. Cá nhân tôi làm việc về bảo mật và các thiết bị điện tử khác mọi lúc tôi phải sắp xếp các thiết kế xấu của các Kỹ sư có trình độ cao vì họ không hiểu về op-amps và logic kín đáo.

Chúng cũng được sử dụng cho logic an toàn, để giữ cho toàn bộ sự phức tạp của phần mềm ra khỏi đường dẫn quan trọng. Trong bảng cắt laser này chẳng hạn, để tắt laser.