ฉันควรใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ชนิดใด

ฉันพยายามค้นหาแพ็คเกจคอนโทรลเลอร์ไมโครที่ดีที่สุดสำหรับโปรแกรมคอมพิวเตอร์ของฉันเพื่อสื่อสารกับโลกแห่งความจริง ฉันหวังว่าหมุด I / O จำนวนมาก (จนถึง 64 ดิจิตอลเป็นสิ่งที่ฉันต้องการไม่มีอะไรที่น่าประหลาดใจอย่างอะนาล็อกและ PWM) ที่ฉันสามารถอ่านและเขียนโดยตรงโดยการเรียกฟังก์ชั่นจากโปรแกรมของฉันที่ทำงานบน CPU

ฉันไม่ต้องการดาวน์โหลดโปรแกรมไปยังตัวควบคุมขนาดเล็กเพื่อให้ทำงานได้ แต่ฉันต้องการสิ่งที่เพียงแค่เสียบเข้ากับ USB ของฉันและให้ CPU จำนวนมากที่ควบคุม I / O pin ที่ฉันสามารถควบคุมได้จากโปรแกรม C ++ ของฉัน

แพคเกจไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ดีที่สุดสำหรับฉันจะเป็นอย่างไร? ฉันหวังว่าจะมีบางสิ่งที่ค่อนข้างไม่แพง แต่มีข้อพิสูจน์ในอนาคตเนื่องจากมันทำงานบน USB และมีไดรเวอร์ 64- บิตสำหรับระบบปฏิบัติการที่ทันสมัยเช่น Windows 7 ความสามารถในการเชื่อมต่อมากกว่าหนึ่งในคอนโทรลเลอร์ไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์เดียวกัน โบนัสที่ดีเช่นกัน (การขยายตัวในอนาคต)

แก้ไข: ฉันไม่ต้องการอัตราการสุ่มตัวอย่างสูง (อาจจะ 10 Hz สำหรับการอ่านอินพุต, 1 kHz สำหรับสัญญาณขาออก) และหมุดส่วนใหญ่ใช้สำหรับเอาต์พุตเท่านั้น ฉันทำงานกับคอมพิวเตอร์ใหม่เอี่ยม (คอร์ i7 860) ดังนั้นแม้ว่าการสุ่มตัวอย่างจะไม่มีประสิทธิภาพหรือช้าไปหน่อยมันก็น่าจะโอเค (มีเพียงหนึ่งเธรดที่ทุ่มเทให้กับ I / O และให้โปรแกรมหลักสื่อสารกับมัน)

ฉันไม่ต้องการหมุด I / O 64 ตัวทั้งหมดบนแพ็คเกจไมโครคอนโทรลเลอร์ชุดเดียว หากฉันสามารถเชื่อมต่อแพ็คเกจคอนโทรลเลอร์ไมโครคอนโทรลเลอร์จำนวนมากได้ในเวลาเดียวกันมันก็ใช้ได้เหมือนกัน (อันที่จริงแล้วมันจะเหมาะอย่างยิ่งที่จะสามารถเชื่อมต่อแพ็คเกจไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็กจำนวนมากได้นั่นหมายความว่ามันง่ายต่อการขยาย)

ฉันเคยดูที่: http://www.schmalzhaus.com/UBW32/index.html

มีใครเคยมีประสบการณ์กับสิ่งนี้บ้างไหม? ความคิดใด ๆ ถ้ามันจะทำงานหรือไม่? ข้อกังวลหลักคือมันเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้งานโปรแกรมไม่ใช่ CPU ของฉัน

Faken,

UBW32 เป็นวิธีที่ดีมากในการไปจากสิ่งที่ฉันสามารถบอกได้ถึงความต้องการของคุณ มันจะรองรับสิ่งที่คุณต้องการตราบใดที่คุณใช้ได้กับ 3.3VI / O (บางตัวรองรับ 5V แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) มันราคาไม่แพง ($ 40) และง่ายที่จะพูดคุยกับการใช้ภาษาที่รองรับ พอร์ตอนุกรม (ซึ่งสวยมากของพวกเขาทั้งหมด - พื้นฐาน, C, C #, การประมวลผล ฯลฯ )

คุณสามารถใช้พิน I / O 76 เป็นอินพุตหรือเอาต์พุต เฟิร์มแวร์หุ้นที่จัดส่งจะช่วยให้คุณทำสิ่งที่คุณต้องการโดยไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมทางด้านฝัง การรับข้อมูลที่สูงถึงพีซีผ่าน USB (ที่ 10Hz เท่านั้น) จะไม่มีปัญหา การรับเอาต์พุตไปที่ 1KHz อาจจะใช้ได้ดีเช่นกัน

หากคุณมีข้อสงสัยโปรดแจ้งให้เราทราบ ฉันยินดีที่จะช่วยคุณออก

* ผู้สร้าง Brian Schmalz UBW32

ฉันแนะนำTeensy ++ 2.0 (หรือบอร์ดพัฒนา AT90USB1286 อื่น ๆ )

แฟลช 128KB, 8KB RAM, 46 I / O พิน, 8 อินพุตแบบอะนาล็อก

$ 24

บอร์ด Teensy นั้นใช้พลังงานจาก USB และสามารถให้พอร์ต COM เสมือน (คลาสอุปกรณ์สื่อสาร USB) คุณสามารถใช้ประโยชน์จากลิงค์อนุกรมนี้สำหรับโปรโตคอลการควบคุมพินของคุณ สิ่งนี้ทำงานได้โดยไม่ต้องมีไดรเวอร์ที่กำหนดเองบน Windows, OSX และ Linux

ในการสร้างเฟิร์มแวร์ควบคุมพินมีTeensyDuinoหรือ C เก่าแบบธรรมดา

เมื่อทำการกระแทกบิตคอขวดจะเป็นอินเตอร์เฟส USB ของไมโครคอนโทรลเลอร์ ดังนั้นคุณอาจต้องการเปลี่ยนโปรโตคอลเช่น I2C และ SPI ลงไปที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ สำหรับสิ่งนี้คุณสามารถใช้Bus Ninjaของฉันได้

การเพิ่ม Teensies เพิ่มเติมในการตั้งค่าของคุณนั้นง่ายคุณเพียงแค่ต้องมีพอร์ต USB หนึ่งพอร์ตต่ออุปกรณ์โดยแสดงพอร์ต COM เสมือนหนึ่งพอร์ตต่ออุปกรณ์

(หมายเหตุวิธีการนี้จะทำงานได้ดีพอ ๆ กันกับโปรเซสเซอร์ ARM ทั้งหมดและอื่น ๆ ฉันไม่ทราบว่าบอร์ดการพัฒนาราคาถูกใด ๆ พร้อมซอฟต์แวร์ที่มีอยู่)

อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ Arduino และCaterpillar Shieldเพื่อขยาย I / O บนกระดานที่กำหนดเองฉันสร้างขึ้นด้วย I / O expander ตัวเดียวฉันสามารถอัพเดต 256 เอาต์พุตที่มากกว่า 1KHz

ผมคิดว่าสิ่งที่คุณต้องการไม่ได้เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่สิ่งที่ต้องการบัตรตราสารแห่งชาติ PCI-6509 I / O คุณสามารถรับรุ่น USB ได้เช่นกัน แต่มี I / O น้อยกว่า PCI-6509 National Instruments จะขายไดรเวอร์ C ++ ให้คุณเช่นกัน

ถ้ารูปลักษณ์ที่มีราคาแพงเกินไปคุณอาจจะลองสิ่งที่ต้องการU3 Labjack

โซลูชันที่คุณอธิบายไม่มีอยู่สำหรับราคาที่ต่ำกว่า ปัญหาคือคุณต้องการเรียกใช้ซอฟต์แวร์ควบคุมบนระบบที่ไม่ได้ออกแบบมาให้ พอร์ตอนุกรม 64 พอร์ตและส่งผ่าน USB ด้วยอัตราการสุ่มตัวอย่างสูงจะทำให้คอมพิวเตอร์โฮสต์ช้าลงอย่างมาก

มีโซลูชั่นที่ทำงานกับแอปพลิเคชั่นที่มีประสิทธิภาพต่ำเช่น labjack ที่กล่าวถึง แต่ทางออกที่แท้จริงที่คุณต้องจัดการกับอัตรา IO สูงจะเกี่ยวข้องกับระบบที่ตั้งโปรแกรมไว้ คำถามคือสิ่งที่โปรแกรมที่คุณต้องใช้ในการใช้ระบบ

LabView เป็นซอฟต์แวร์ที่มีราคาแพงมาก (ใช้งานได้ดีไม่ผิดฉัน) มันใช้ภาษากราฟิกในการออกแบบซอฟต์แวร์และคอมไพล์รหัสทำงานบนระบบ FPGA หรือ ARM ส่วนประกอบทั้งหมดมีราคาแพงเกินไปสำหรับแอพฝังตัวที่มีปริมาณสูง แต่ยอดเยี่ยมมากในสภาพแวดล้อมการทดสอบเนื่องจากมีการพัฒนาอย่างรวดเร็วมีประสิทธิภาพสูง

ทางออกที่ราคาไม่แพงคือการหาระบบที่รัน linux ด้วย I / O จำนวนมาก EmbeddedARM.comเป็นเว็บไซต์ที่เสนอผลิตภัณฑ์หลายประเภทสำหรับสิ่งนี้ รหัสที่คุณสามารถเขียนอาจอยู่ในเชลล์สคริปต์, จาวา, C, ฯลฯ

Arduinoระบบให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่สามารถพัฒนากับการพัฒนาสภาพแวดล้อมที่เรียบง่าย ลักษณะโอเพนซอร์ซของพวกเขาหมายความว่ามีโครงการมากมายให้เรียนรู้

ฉันไม่รู้อะไรเลยด้วยพิน 64 GPIO นั่นมันเยอะมากคุณอาจต้องสร้างมันขึ้นมาเอง

ฉันใช้สิ่งนี้สำหรับการทดสอบ bench bench interface แต่มันก็มี 23 GPIO pin

หากคุณเพียงแค่ google สำหรับ 'USB to GPIO' มีโปรเจ็กต์มากมายที่ทำเช่นนี้ฉันไม่เห็นหน้าใด ๆ ในสองหน้าแรกที่มี 64 GPIO นี่เป็นสิ่งที่ฉันใกล้เคียงที่สุดที่พบ 32 pin

อาคารหนึ่งจะไม่ยากมากฉันอาจใช้ 100pin pic18 กับ USB PHY ในตัว (ขึ้นอยู่กับความต้องการความเร็วของคุณซีพียูที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นอาจเป็นไปตามลำดับ)

คุณไม่จำเป็นต้องทำการเข้ารหัสมากเกินไปเพื่อให้มันทำงานได้ตราบใดที่ผู้ขาย uC ของคุณเสนอโครงข่ายไดรเวอร์ USB

คุณจะต้องสร้าง PCB เพราะเป็นไปได้มากว่าชิปที่มีขนาดใหญ่พอที่จะมีหมุด GPIO 64 ตัวโดยทั่วไปไม่ได้มาในแพ็คเกจผ่านรู คุณยังสามารถใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็กลงและใช้ตัวขยายพอร์ตภายนอกของ IC สำหรับ GPIO ของคุณ แต่นั่นจะเป็นการออกแบบที่ซับซ้อนและซับซ้อนกว่าในการเขียนโปรแกรม

คุณสามารถดูบอร์ด dev ที่กำหนดเส้นทาง I / O พินทั้งหมดไปยังส่วนหัวและมี USB สิ่งเหล่านี้อาจมีราคาแพงกว่ามากเนื่องจากอาจมีสิ่งที่คุณไม่ต้องการ

หนึ่งเคล็ดลับสุดท้ายถ้าคุณพบบอร์ดที่มี RS232 แต่มี 64 GPIO pin ให้ใช้คุณสามารถใช้อะแดปเตอร์ RS232 เป็น USB ได้ฉันมีสองสามตัวที่ทำงานได้ดีสำหรับฉัน นี่เป็นการ จำกัด ความเร็วของอินเตอร์เฟส RS232 อย่างไรก็ตาม

สภาพแวดล้อมของ NI Labview นั้นมีราคาแพง แต่จะทำในสิ่งที่คุณต้องการ (ผ่าน USB, Ethernet หรือ PCI ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณได้รับ)

Arduino Mega มี 54 พินที่ทำให้คุณใกล้ชิดกับราคา $ 60 อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่ตัววิเคราะห์เชิงตรรกะนอกกรอบ คุณต้องเขียนหรือหาภาพร่างเพื่อทำสิ่งนี้ อาจมีสักอันฉันไม่รู้ นี่ควรจะค่อนข้างง่ายในอัตราบัสที่ต่ำ คำแนะนำเกี่ยวกับ Mega แต่ละครั้งเกิดขึ้นที่ 16MHz ดังนั้นคุณจะมีอัตราการรับส่งสัญญาณที่ค่อนข้างช้าคุณจะโชคดีหรือฉลาดมากถ้าคุณได้รับสัญญาณ 115200

ในท้ายที่สุดนี่เป็นโครงการที่แตกต่างกันมากถ้าคุณสุ่มตัวอย่างที่ 9600 baud หรือที่ 50MHz โปรดจำไว้ว่า USB ทำงานที่ 480 MHz (ในทางทฤษฎีอัตราข้อมูลจริงของคุณจะลดลงเนื่องจากเวลาในการตอบสนองและโอเวอร์เฮด) ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถทำได้ดีกว่า 480/64 = 7.5MHz โดยไม่ต้องบัฟเฟอร์ ด้วยจำนวนเงินบัฟเฟอร์และลามกอนาจาร (มากกว่ารถยนต์ของคุณ) นักวิเคราะห์เชิงตรรกะสามารถรับ 68, 102 หรือ 136 ช่องทางที่อัตราการส่งข้อมูลกิกะเฮิร์ตซ์

ฉันขอแนะนำให้คุณลองคิดดูหากคุณสามารถใช้เครื่องมือที่ให้ 8 ช่องสัญญาณหรือมากกว่านั้นและลองวิเคราะห์แยกต่างหาก

แก้ไข: Aargh ฉันกำลังคิดอะไรอยู่ หากคุณไปที่อัตราช้าเช่นนั้นการทำงานผ่านลิงค์อนุกรมเป็นวิธีที่จะไปแน่นอน ฉันใช้ระบบโมดูลADAM 4000จาก Advantech ตลอดเวลาที่ทำงาน พวกมันแข็งแกร่งใช้งานง่าย (เชื่อมต่อกับโปรโตคอล ASCII ผ่านพอร์ต COM หรือใช้ซอฟต์แวร์ GUI ที่รวมมาด้วย) ขยายได้และรองรับได้ดี ทำให้ตัวเองเป็น 4500 (RS-232 ใช้ตัวแปลง USB หรือพอร์ต COM บนคอมพิวเตอร์ของคุณ (ถ้ายังมีอยู่)) หรือ 4501 (อีเธอร์เน็ตพร้อมเว็บเซิร์ฟเวอร์แบบฝังตัว) ลิงก์ในโมดูล 4053, 4055 และ 4056 และคุณก็พร้อมที่จะไป

สิ่งนี้มี 70 GPIO และอินเตอร์เฟส USB ราคา $ 50

ใช่ดูเหมือนว่า UBW32 จะทำงานได้ดีสำหรับคุณและเฟิร์มแวร์เริ่มต้นให้คุณควบคุมพิน I / O จากซอฟต์แวร์ของคุณบนพีซีของคุณ

จาก "วิธีการกัดบิต SPI และอินเทอร์เฟซแบบขนานบน FT232R"คุณสามารถพินบิต 8 บิตดิจิตอล (อาจมากกว่านั้น) ใน FT232R ที่ควบคุมโดยซอฟต์แวร์บนพีซีของคุณ

คณะกรรมการฝ่าวงล้อม $ 15 สำหรับ FT232RL

ดูเหมือนสิ่งที่คุณต้องการคืออินเทอร์เฟซ I / O แบบดิจิทัล คุณไม่ต้องการหรือไม่ต้องการไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้ หากคุณต้องการเพียง 16 บิตฉันจะไปกับบอร์ด FT232RL สองสามตัว อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่า $ 40 UBW32 เดียวดูเหมือนว่าจะให้ 64 I / O ที่คุณต้องการสำหรับค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 8 ของบอร์ด FT232RL ที่จะต้องได้รับ 64 I / O

ฉันพบว่ามันกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น - บางครั้งมันมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าในการขว้างปาไมโครคอนโทรลเลอร์ทั้งตัวให้เป็นปัญหาถึงแม้ว่ามันจะมีทรานซิสเตอร์ "พิเศษ" หลายล้านตัวที่ฉันไม่เคยใช้เลย