前言:
先看完課本再閱讀此區,會比較了解老師後續提供的資料。
台灣IC設計業向來自以為傲的Cost Down能力,看到目前IOT全新應用五花八門,單單一個微控制IC,就能從3C做到家電,再到安防產品,甚至教育性玩具、數位樂器等商機一籮筐。
七、八年級科技系統的輸入、處理、輸出、回饋,其實就是控制系統的基礎概念。
以室內安裝冷氣為例(生科)
輸入:
人力:專業安裝技師、材料:冷氣相關設備、時間:約需要安裝時間1小時、
能源:電力線是否安裝、資本:安裝與維修費用、資訊:冷氣價格與相關知識
處理:
方式:先找水電工安裝好插座,在找冷氣安裝技師前往安裝
技術:電力知識、水力知識、冷氣循環知識
輸出:
滿足住戶需求,是否改善室內溫度
回饋:
住戶十分滿意,淡忘麼配合電風扇,溫度循環會更好。
MCU基本結構
MCU 包含一 CPU(中央處理單元)、內存(Memory)和外圍電路(Peripheral Functions)。
Source:MikroElektronika
MCU用途
我們可以將 MCU 想像成一台弱化的小型電腦,僅僅不到數平方公分大小的 IC 便能完成運算、存取、控制等功能。
因此MCU廣泛應用在家用電器與工業設備,因為其體積小,適合不需高度運算能力,以簡單軟體控制硬體的裝置,例如:小家電額溫槍、洗衣機、塑膠玩具、智慧家電,大到機械手臂、電動車都需一或多個MCU 作為控制核心。
舉例來說:「感測器發現溫度太熱時,自動降溫、太冷時停止降溫」這類簡單邏輯判斷,MCU不必像電腦一樣處理上網、剪片、文書處理等需要大量運算多種任務,因此冷氣等家用電器只需要採用低價、低運算能力的 MCU 即可。
需要多個MCU的汽車
MCU 性能不追求運算效能,但穩定性、可靠性且低耗能,因此以一台傳統的燃油汽車為例,MCU廣泛運用在關鍵的動力傳動、底盤控制與安全系統控制上,至少需要搭載 50 顆以上 MCU
參考資料:特斯拉也要瘋搶的微控制器 MCU
簡單說工程師寫好機器的規則,然後讓機器按步驟運作。
很簡單的電路圖,所有電子零件彼此串聯。
啟動方式:
開關與LED燈串聯,因此開關會影響led是否通電。
電池→開關→電阻→LED
相對複雜的電路圖,電池供電給MCU,再由MCU供電給其他電子零件。(I/01)接開關,(I/02)接LED燈。
PS:配電阻是怕燒掉。
啟動方式:
MCU負責運算
當(I/01)接的開關按下,讓(I/02)接的LED燈亮,開關沒按下則不亮。
電池→ MCU →接口01→開關
→接口02→電阻→LED
大家應該看的出來,使用MCU的電路看起來很復雜,而且設計電路還要花費精力與財力,那為什麼需要安裝MCU
----------------------想一想--------------------------
答案:
更改和添加新功能時,帶有MCU的電路更加容易且有優勢。
如果未來需要開關能提供閃led燈的功能
不安裝MCU的LED電路,需要安裝其他電子零件,需更改原電路。
安裝MCU的LED電路圖,只需要更改MCU的程式即可。
想一想:物聯網的基本層面有哪些?
想一想:物聯網還有哪些功能?
請留意嚴格來說, Arduino 並不算是個微控制器,而一個整合起來的開法板,因為Arduino(公司)生產的 Arduino Uno 不是一個微控制器,它是一個上面裝著 Atmel 的 ATmega328P 微控制器的開發版。
↓↓↓↓ATmega328的微控制器↓↓↓↓
Arduino UNO 是基於ATmega328P的微控制器板。它有 14 個數字輸入/輸出引腳(其中 6 個可用作 PWM 輸出)、6 個模擬輸入、一個 16 MHz 陶瓷諧振器、一個 USB 連接、一個電源插孔、一個 ICSP 接頭和一個複位按鈕。
參考資料(官網)
問題一:晶棒、晶圓、晶片這些東西有什麼關聯性?
問題二:台積電與聯電微接為晶圓製造公司? 對或錯?
問題三:切割下來的晶片本身即可使用不需要測試?