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技术文章  

热式气体质量流量计微处理器选择指标


来源:365bet在线官网 |发布日期:2020-07-15 点击:155次
  在众多的单片机家族中,各种品牌类型的单片机都有自己的特点。由于文中单片机是整个热式气体质量流量计设计中的核心器件,所以选择一款合适的单片机尤为重要,通常情况下我们考虑以下技术指标衡量其综合性能的好坏:
(1)功能与内部资源:主要考虑微处理器的指令功能、寻址范围、中断处理能力、定时/计数器数目、内部储存器的容量大小、I/O 的数量、通讯功能、总线的扩展能力等等。通常情况下微处理器集成的功能块部分越多,其需要外围扩展的外设就越少,系统硬件电路就越简单,其成本也就相对较低。一般情况下,我们选择的微处理器的功能要既能满足系统需要,而又不至于浪费为宜;
(2)字长与速度:字长是指参与运算的数的基本位数,它决定于寄存器、运算器和数据总线的宽度,直接影响硬件的复杂度。字长越长,包含的信息量越多,能表示的数据有效位数也越多,计算精度也就越高,而且处理器的指令也就可以较长,所以指令系统的功能就较强。速度是指CPU 执行指令的快慢程度,现在通常用在单位时间内各类指令的平均执行条数来衡量,即根据各种指令的使用频度和执行时间来计算。一般情况下,我们根据项目所要完成任务的复杂程度选择不同字长和运算速度的微控制器;
(3)开发工具:由于微控制器本身无开发能力,我们必须借助开发工具来研制、调试所设计系统的软硬件,因此我们一般选择开发和调试都相对较方便的微控制器作为目标器件;
(4)功耗:功耗也是微控制器的一个重要指标,一般包含待机功耗和工作功耗,它与运行频率、电源电压等都有关系,在目前提倡节能环保的背景下,低功耗的微控制器越来越受欢迎;
(5)工作温度:工作温度是指微控制器工作现场的温度环境情况,可分为商业级(0~55℃)、工业级(-40~85℃)、军用级(-55~125℃)、航天级(更宽)等几种;
(6)价格和服务:微控制器的价格以及与之配套的外围电路的价格通常也是工业应用需要考虑的一个重要因素,一般情况下,我们选择制作工艺好、性价比高和售后服务比较好的器件。
  考虑到文的实际应用特点:热式气体质量流量计控制器需要安装在管道附近,所以为了安装和使用的方便要求微控制器封装较小;需要精确采集多路传感器数据,所以最好集成有高速高精度的AD;需要处理较复杂的数据,以及保证数据的同步更新,所以需要微控制器要有较快的运行速度和强大指令系统;考虑到系统需要RS-485 通信和HART 通信,所以要有2 个USART 模块;除此之外微控制器还要有良好的外设兼容和扩展能力,以及丰富的存储器空间等。
  结合本课题对MCU的要求和对目前市场上单片机的各种技术指标的综合分析,最后我们选择了性价比较高且非常适合本课题要求的Microchip 公司PIC 系列单片机中的PIC24HJGP206 型号,它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富的片上硬件接口电路,是一款低功耗、高稳定性和具有高性能CPU 的微控制器,其灵活而确定的中断处理与丰富的外设相结合,使得它非常适合控制应用。
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