جمعآوری، تحلیل و بازنمایی دادهها
در دنیای صنعت، جایی که نویزهای الکترومغناطیسی، فواصل طولانی و نیاز به پایداری بالا حرف اول را میزنند، پروتکلهای ارتباطی معمولی (مانند RS232) کارایی ندارند. در این میان، دو استاندارد RS485 و CAN Bus به عنوان ستونهای اصلی شبکههای صنعتی شناخته میشوند. اگرچه هر دو از “تفاضل ولتاژ” برای انتقال داده استفاده میکنند، اما فلسفه طراحی و کاربردهای آنها تفاوتهای بنیادینی دارد.
در دنیای دیجیتال، انتقال دادهها بین دو نقطه به دو روش کلی موازی (Parallel) و سریال (Serial) انجام میشود. در حالی که انتقال موازی با استفاده از چندین رشته سیم، دادهها را به صورت همزمان میفرستد، در ارتباط سریال بیتهای داده یکی پس از دیگری و پشت سر هم از طریق یک یا دو خط ارتباطی ارسال میشوند.
امروزه به دلیل کاهش هزینههای سیمکشی، پایداری در مسافتهای طولانی و حذف مشکلاتی مانند تداخل سیگنال (Crosstalk)، ارتباط سریال به استاندارد غالب در صنایع و قطعات الکترونیکی تبدیل شده است. در این مقاله به بررسی انواع استانداردهای رایج در این حوزه میپردازیم.
در دنیای سیستمهای نهفته (Embedded Systems)، برقراری ارتباط میان قطعات مختلف مانند سنسورها، نمایشگرها و حافظهها امری حیاتی است. پروتکل I2C با هدف کاهش تعداد سیمهای مورد نیاز و سادهسازی طراحی مدارها پا به عرصه گذاشت.
رابط سریال محیطی (Serial Peripheral Interface یا SPI) یک پروتکل ارتباطی سریال سنکرون است که به طور گسترده در سیستمهای نهفته و میکروکنترلرها برای ارتباط کوتاه برد و با سرعت بالا بین یک دستگاه اصلی (Master) و یک یا چند دستگاه جانبی (Slave) استفاده میشود. این رابط که توسط شرکت موتورولا توسعه یافته، به دلیل سادگی و کارایی بالا، به یکی از محبوبترین روشهای ارتباطی در دنیای الکترونیک دیجیتال تبدیل شده است. در این مقاله، به بررسی جامع و کامل تمامی جنبههای رابط SPI، از مفاهیم پایه تا نکات پیشرفته، خواهیم پرداخت.
برنامهنویسی embedded که قلب تپنده دستگاههای بیشماری از لوازم خانگی هوشمند گرفته تا سیستمهای پیچیده صنعتی و خودروها محسوب میشود، پیوسته در حال تحول و پیشرفت است. با گسترش اینترنت اشیا (IoT)، نیاز به سیستمهای هوشمندتر، کارآمدتر، و امنتر، مرزهای این حوزه را جابجا کرده و نوآوریهای چشمگیری را به ارمغان آورده است. در این مقاله به بررسی آخرین پیشرفتها و روندهای کلیدی در زمینه برنامهنویسی embedded میپردازیم.
معماری ARM (مخفف Advanced RISC Machines) یکی از تأثیرگذارترین و پرکاربردترین معماریهای پردازندههای امروزی است که در طیف گستردهای از دستگاهها، از گوشیهای هوشمند و تبلتها تا سرورها و ابررایانهها، مورد استفاده قرار میگیرد. این معماری بهدلیل مصرف انرژی پایین، کارایی بالا و مقیاسپذیری، به یکی از گزینههای اصلی صنعت فناوری تبدیل شده است. در این مقاله، به بررسی تاریخچه، ویژگیها، مزایا و کاربردهای معماری ARM میپردازیم.
ترانزیستور یکی از مهمترین اختراعات قرن بیستم به شمار میرود و سنگ بنای الکترونیک مدرن است. این قطعهی نیمهرسانا که در سال 1947 در آزمایشگاههای بل اختراع شد، توانست جایگزین لامپهای خلاء حجیم و پرمصرف شود و انقلابی در طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی ایجاد کند. ترانزیستورها در طیف وسیعی از دستگاهها و سیستمها، از رایانههای قدرتمند و تلفنهای هوشمند گرفته تا لوازم خانگی و سیستمهای کنترل صنعتی، نقش حیاتی ایفا میکنند. عملکرد اصلی ترانزیستور، کنترل جریان الکتریکی بین دو پایانه با استفاده از جریان یا ولتاژ اعمال شده به پایانه سوم است. این ویژگی، ترانزیستورها را قادر میسازد تا به عنوان تقویتکننده سیگنال، کلید الکترونیکی و بسیاری کاربردهای دیگر عمل کنند.
ترانزیستورها بر اساس ساختار فیزیکی و نحوه عملکردشان به انواع مختلفی تقسیم میشوند که هر کدام ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارند. در این مقاله به بررسی مفصل انواع اصلی ترانزیستورها و کاربردهای گسترده آنها خواهیم پرداخت.
ادامه خواندن “انواع ترانزیستور و کاربردهای آن”مبدلهای آنالوگ به دیجیتال (ADC) جزء حیاتی بسیاری از سیستمهای میکروکنترلری مدرن هستند. آنها نقش مهمی در تبدیل سیگنالهای آنالوگ دنیای واقعی (مانند دما، فشار، صدا و غیره) به دادههای دیجیتالی قابل پردازش توسط میکروکنترلر ایفا میکنند. یکی از مهمترین مشخصات یک مبدل ADC، نرخ نمونهبرداری آن است که تعیین میکند مبدل با چه سرعتی میتواند سیگنال آنالوگ را نمونهبرداری و تبدیل کند. نرخ نمونهبرداری بالاتر اجازه میدهد تا سیگنالهای با پهنای باند بیشتر و تغییرات سریعتر را به دقت دیجیتالی کنیم، که برای کاربردهایی مانند پردازش سیگنالهای صوتی و تصویری، سیستمهای کنترل سریع و جمعآوری داده با سرعت بالا بسیار مهم است. با این حال، نرخ نمونهبرداری مبدلهای ADC در میکروکنترلرها نمیتواند به طور نامحدود افزایش یابد و توسط عوامل متعددی محدود میشود. در این مقاله، به بررسی جامع این عوامل محدودکننده نرخ نمونهبرداری میپردازیم.
مبدلهای آنالوگ به دیجیتال (ADC) اجزای حیاتی در سیستمهای الکترونیکی مدرن هستند که سیگنالهای پیوسته آنالوگ را به دادههای دیجیتال گسسته تبدیل میکنند. فرکانس نمونهبرداری یکی از مهمترین مشخصههای مبدلهای ADC است که نشاندهنده تعداد نمونههایی است که مبدل در واحد زمان از سیگنال ورودی میگیرد. این پارامتر به طور مستقیم بر پهنای باند سیگنال قابل دیجیتالسازی، دقت، و کارایی کلی سیستم تأثیر میگذارد. در مشخصات فنی مبدلهای ADC، معمولاً فرکانس نمونهبرداری نامی (Nominal Sampling Rate) ذکر میشود که مقداری ایدهآل و طراحیشده است. با این حال، در عمل، فرکانس نمونهبرداری عملی (Actual Sampling Rate) که مبدل واقعاً در شرایط کاری به آن دست مییابد، ممکن است با مقدار نامی تفاوت داشته باشد. در این مقاله به بررسی عوامل موثر بر فرکانس نمونهبرداری نامی و فرکانس نمونهبرداری عملی در مبدلهای ADC میپردازیم و به تشریح دلایل این تفاوتها و پیامدهای آنها خواهیم پرداخت.
در دنیای امروز که فناوری به سرعت در حال پیشرفت است، میکروکنترلرها به عنوان قلب تپنده بسیاری از سیستمهای الکترونیکی، نقش حیاتی ایفا میکنند. از دستگاههای ساده خانگی گرفته تا سیستمهای پیچیده صنعتی، میکروکنترلرها در همه جا حضور دارند. یکی از مهمترین ویژگیهای میکروکنترلرها که به طور فزایندهای مورد توجه قرار گرفته است، مصرف انرژی آنهاست. با گسترش دستگاههای قابل حمل و سیستمهای بیسیم که با باتری کار میکنند، بهینهسازی مصرف انرژی در میکروکنترلرها به یک ضرورت تبدیل شده است.
در این مقاله، به بررسی و مقایسه میکروکنترلرهای موجود در بازار بر اساس شاخص مصرف انرژی میپردازیم. هدف اصلی، ارائه دیدگاهی جامع به طراحان و توسعهدهندگان سیستمهای الکترونیکی است تا بتوانند با درک بهتر از ویژگیهای مصرف انرژی میکروکنترلرهای مختلف، انتخاب آگاهانهتری در طراحیهای خود داشته باشند.
ادامه خواندن “مقایسهای جامع بر میکروکنترلرهای موجود بر اساس شاخص مصرف انرژی”