Progettare sistemi Embedded a batteria
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Nell´attività di tutti i giorni ci si trova a utilizzare sistemi embedded alimentati a batteria verso i quali siamo piuttosto indifferenti. Ci si accorge del fatto che siano alimentati a batteria solo quando sia necessario ricaricarlia o sostituirla. Normalmente questa azione è anche accompagnata da un certo disappunto verso il dispositivo stesso. Progettare sistemi a batteria che possano durare giorni, come per esempio i cellulari, o addirittura anni, come gli orologi digitali e le calcolatrici, richiede accorgimenti progettuali e necessità di affrontare difficoltà tecniche a cui non siamo soliti pensare. In questa Brief Note affronteremo alcuni degli accorgimenti e problematiche tecniche che è necessario tenere a mente nella progettazione di un sistema, al fine di permettere una lunga durata della batteria. | ||
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L'interfaccia SPI
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Realizzare un sistema embedded è divenuta pratica comune per risolvere molti tipi di problemi prima risolti con componenti discreti. Nonostante molti microcontrollori abbiano molto del necessario per interfacciarsi con il mondo circostante, richiedono spesso di hardware esterno dedicato allo svolgimento di funzioni speciali o semplicemente per migliorare quanto disponibile già internamente. La comunicazione tra il microcontrollore e la periferica esterna diventa dunque un problema da analizzare durante lo sviluppo del sistema stesso. Tra le soluzioni più semplici ed efficaci vi è l’interfaccia SPI (Serial Peripheral Interface) ideata ad hoc per rendere la vita facile a chiunque volesse comunicare con periferiche esterne. L’interfaccia SPI, come vedremo, si presenta come valida alternativa al bus I2C e come sola soluzione quando le frequenze in gioco siano elevate (1Mb/s e oltre) e si voglia mantenere una semplicità di utilizzo. |
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PCF8574: I2C I/O Expander, libreria ed utilizzo
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In ogni applicazione in cui si debbano controllare molti carichi, siano essi dei semplici diodi LED, dei Relay, o segmenti di un display, è facile che i pin del microcontrollore utilizzato non siano sufficienti. Utilizzare microcontrollori con un numero maggiore di pin potrebbe non essere praticabile a causa di costi, problemi di spazio sul PCB e modularità. In questa Brief Note viene presentato l'integrato PCF8574 un versatile integrato con interfaccia I2C che permette di estendere gli I/O disponibili. L'integrato possiede 8 I/O utilizzabili rispettivamente o come ingressi o come uscite. La seguente Brief Note presenta non solo una descrizione dell'integrato ma anche le sue applicazioni, presentando una libreria in C18 (ANSI C) utilizzabile con i microcontrollori della Microchip della famiglia PIC18. | ||
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Generare un segnale analogico per mezzo del modulo PWM |
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Quasi tutti i microcontrollori presenti sul mercato possiedono dei convertitori analogici digitali (ADC). Il modulo ADC permette ad un microcontrollore, come anche ad altri dispositivi di calcolo (DSP, CPLD, FPGA), di gestire grandezze analogiche convertendole in una rappresentazione "digitale" ovvero numerica. Se da un lato convertire una grandezza da analogico a digitale è spesso più importante che non convertire una grandezza da digitale ad analogico, vi sono moltissime applicazioni in cui avere a disposizione un Convertitore da Digitale ad Analogico (DAC) risulta di fondamentale importanza. Si pensi ad applicazioni come i sintetizzatori vocali, riproduttori di musica, generatori di funzioni e segnali arbitrari. Questi sistemi, come molti altri, richiedono un convertitore DAC... | ||
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PIC: Utilizzare il modulo CCP in modalità PWM ed Enhanced PWM |
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Frequentemente ci si trova a dover usare il modulo PWM presente in molti microcontrollori della Microchip. Spesso però il datasheet può essere causa di alcune incertezze, qualora si stia utilizzando il modulo PWM per la prima volta. In questa Brief Note si cercherà di colmare con qualche esempio i dubbi che si possono avere alla prima lettura del datasheet. Quanto verrà spiegato prenderà come esempio il PIC18F4550, ma vale in realtà per tutti i microcontrollori che hanno un modulo PWM standard o migliorato (Enhanced). La seguente Brief Note non è un'alternativa al datasheet ma solo un aiuto alla comprensione dello stesso. | ||
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