معرفی میکروکنترلر AVR و کاربرد های آن

سلام از امروز قراره براتون کلی آموزش با میکروکنترلر  AVR بزاریم. پس بهتره همین اول کار  میکروکنترلر های AVR رو باهم بشناسیم تا در ادامه به مشکل نخوریم . اول از همه باید بدانیم میکروکنترلر چیه؟

میکروکنترلر چیه ‍♀️ ؟

به گروهی از تراشه ها که تجمع مدارات دیجیتالی در کنار یکدیگر هستند،میکروکنترلر میگویند. به عبارت دیگه  میکرو کنترلر ریز پردازنده ای است که، بجز CPU حداقل شامل موارد زیر در داخل تراشه اصلی است و به مدارات واسطه بیرونی برای ارتباط با سیستم های جانبی احتیاجی ندارد.

  • سیستم های ورودی و خروجی (I/o)
  • حافظه (قابل برنامه ریزی )
  • و مدارات ارتباط با حافظه 

به طور کلی میکروکنترلرها در دستگاه­‌هایی که نیاز به کنترل دارند، جاسازی‌می‌­شود. دستگاه هایی مانند:

  • ماشین­‌های اداری
  • لوازم­‌خانگی
  • ربات­‌ها
  • وسایل‌نقلیه
  • و…
 اجزای تشکیل دهنده میکروکنترلر ها :

میکروکنترلر از اجزایی تشکیل می­‌شود که مهمترین آن پردازنده است. اما هر میکروکنترلر بنا به مدل انتخاب شما امکانات دیگری هم دارد که در ادامه به آنها اشاره میکنم.

[icon name=”angle-double-left” class=”” unprefixed_class=””] CPU(واحد پردازش): این واحد را مغز  میکروکنترلر می­‌نامند. زیرا پردازنده عملیات های استخراج داده، رمزگشایی و در نهایت انجام وظایف اختصاص­‌داده شده را به عهده دارد. 

 

Microprocessor در معرفی میکروکنترلر AVR و کاربرد های آن

 

[icon name=”angle-double-left” class=”” unprefixed_class=””] حافظه (Memory) : در میکروکنترلرها حافظه ها به دوسته ی ROM و RAM تقسیم می شوند.

[icon name=”link” class=”” unprefixed_class=””] ROM حافظه های فقط خواندنی هستند که با قطع برق داده های ذخیره شده در آن ها پاک نمی شوند. خود این حافظه هم به دو دسته ی FLASH و EEPROM تقسیم میشود.

[icon name=”link” class=”” unprefixed_class=””] RAM حافظه های با دسترسی تصادفی هستند که برای ذخیره ی موقت داده ها به کارگرفته می شوند. 

[icon name=”angle-double-left” class=”” unprefixed_class=””] ورودی و خروجی ها (I/O) : پورت­‌های ورودی و خروجی معمولا برای اتصال به دستگاه­‌های مختلف مثل پرینتر، نمایشگرها و…  و یا خواندن مقادیر سنسور ها استفاده می­‌شوند.

[icon name=”angle-double-left” class=”” unprefixed_class=””] پورت­ های سریال :برای وصل کردن کامپیوتر و میکروکنترلر بهم  و یا وصل کردن چند تا میکروکنترلر به هم دیگه از ارتباط سریال USART استفاده میکنیم.

[icon name=”angle-double-left” class=”” unprefixed_class=””] واحد Timer/counter : این واحد را در آموزش واحد تایمر /کانتر به صورت مفصل براتون توضیح خواهم داد.

[icon name=”angle-double-left” class=”” unprefixed_class=””] مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC):کار این واحد دریافت سیگنال های آنالوگ و تبدیل آن به سیگنال های دیجیتال می باشد.

[icon name=”angle-double-left” class=”” unprefixed_class=””] Interpret Control : این کنترل­‌کننده وظیفه کنترل تاخیر برای برنامه درحال اجرا را دارد.

بخش های داخلی میکروکنترلرAVR

میکروکنترلرهای AVR

در حالت کلی به دلیل اینکه هر میکروکنترلر، کاربردهای خاص خودش را دارد. و شما میتونید میکروکنترلر مد نظرتون رو از بین انواع میکروکنترلرهایی که در تصویر زیر براتون آوردم انتخاب کنید.

 

تصویر انواع میکرو کنترلر ها

  

[icon name=”star-half-o” class=”” unprefixed_class=””] اما بنا به دلایلی که در ادامه براتون میگم من میکروکنترلر  AVR رو به شما پیشنهاد میدم . و بیشتر آموزش ها هم با میکروکنترلرهای AVR آموزش داده میشه.

  •  میکروکنترلرهای AVR دارای بهترین (Master Control Unit : MCU) برای حافظه فلش در جهان هستند .
  • دارای سیستمی با بهترین هماهنگیه.
  • دارای بالاترین کارایی و اجرا در CPU (یک دستورالعمل در هر سیکل کلاک)
  • دارای کدهایی با کوچکترین سایز
  • دارای حافظه خود برنامه ریز
  • دارای واسطه JTAG که با IEEE 1149.1 سازگار است.
  • (IEEE: Institute of Electrical and ELECTRONICS Engineers.)
  • دارای سخت افزار ضرب کننده روی خود
  • دارای بهترین ابزارها برای پیشرفت و ترقی
  • دارای حالات زیادی برای ترفیع دادن یا Upgrade

حالا که با میکروکنترلرهای AVR آشنا شدیم بهتره به سراغ پر کاربردترین خانواده این میکروکنترلرها بریم. و با اونها بیشتر آشنا شیم.

 

تصویر میکروکنترلرAVR

خانواده مشهور ATmega  ‍ ‍ ‍ :

سری ATmega میکروکنترلرهای AVR  یکی از مشهورترین خانواده ها دنیای الکترونیک هستند .عدد نوشته شده در کنار مدل میکروکنترلر، مقدار حافظه فلش موجود در میکرو می باشد.

برای مثال ATmega64 دارای حافظه فلش 64kbit و ATmega128 دارای حافظه فلش ۱۲۸ کیلوبایت هستند. هر یک از این میکروکنترلرها دارای دو نوع هستند. که با نوشتن L یا A در آخر مدل با یکدیگر متفاوت می شوند. این تفاوت در مقدار ولتاژ و فرکانس میکروکنترلر تاثیر دارد.این خانواده چهار دسته اصلی دارد:

  1. میکروکنترلر  AVR سری AT90S
  2. میکروکنترلر  AVR سری ATtiny
  3. میکروکنترلر  AVR سری ATmega
  4. میکروکنترلر  AVR سری ATXmega 

خوب تا اینجا مفهوم  با میکروکنترلر رو فهمیدیم.و با میکروکنترلر  AVR هم آشنا شدیم .حالا میریم سراغ تفاوت بین  میکروکنترلر و میکرو پروسسورها.

تفاوت بین  میکروکنترلر و میکروپروسسور ️‍♂️؟

شاید برای خیلی از شما  این دو تا کلمه آشنا باشه و بخواهید تفاوت این دو رو بدونید. برای شروع لازم بدونید که میکروکنترلر و میکروپروسسور هر دو برای انجام عملیات پردازشی به کار می روند . و شباهت های زیادی هم، به یکدیگر دارند. اما دارای تفاوت هایی نیز هستند.

[icon name=”star-half-o” class=”” unprefixed_class=””] از طریق شکل ظاهری IC و پکیج آن شما نمی توانید،تشخیص دهید که قطعه میکروکنترلر است یا میکروپروسسور.هر دوی آنها در پکیج های 6 پایه تا پکیج های 80 ، یا 100 پایه و بیشتر از آن با توجه به امکاناتشان ارائه می شوند.

میکروپروسسورها در اصل  IC هایی هستند .که در داخل خود فقط یک CPU دارند. و  تنها میتوانند اطلاعات را پردازش کنند. CPU ها فاقد RAM,ROM یا سایر حافظه های جانبی به صورت داخلی هستند.

و ما برای طراحی یک سیستم کارآمد باید حافظه های جانبی مانند RAM , ROM و سایر ملزومات را به صورت خارجی به CPU متصل کنیم. اما میکروکنترلر دارای یک CPU است . و علاوه بر آن دارای مقدار مشخصی RAM , ROM و سایر حافظه های جانبی به صورت داخلی است. 

 

تصویر Microcontroller Microprocessor

 و در آخر قصد داریم تا به شما بگیم که ميكروكنترلرهای AVR کجاها کاربرد دارند .

صنعت و میکروکنترلر :

ميكروكنترلرهای AVR  در بخش های مختلف صنعت و نیز بخش های تحقیقاتی و دانشگاهی کاربرد دارند. با این تفاوت که ما در صنعت  از میکروکنترلرهایی که فرکانس بالاتری دارند استفاده میکنم.

اما در امور تحقیقاتی و دانشگاهی  غالبا میکروکنترلرهایی که فرکانس پایین تری دارند، استفاده می شوند.

در حقيقت ميكروكنترلر هاي AVR خيلي نويز پذيرند. كافيه كه شما يه ميكروكنترلر AVR رو به محدوده يك ترانس نزديك كنيد مي بينيد .كه روي ال سي دي اعداد و ارقام قاطي پاتي مياد و ADC اون ديگه كار نميكنه.

خوب حالا اگر يك AVR رو درد يك كارخانه ي صنعتي كه پر از موتور هاي پرتوان و بزرگ سه فاز است، ببريد  اصلا ميكروي شما نه تنها  كار نمي كنه ، بلكه ميسوزه.

[icon name=”star-half-o” class=”” unprefixed_class=””] البته با يك سري تمهيدات مثل ايزولاسيون كردن ورودي و خروجي و همچنين تغذيه و قرار دادن ميكرو داخل قاب فلزي ميشه نويزپذيري AVR رو كم كرد ولي 100 درصد نيست.

امیدوارم که از مطلب امروز لذت برده باشید و از این به بعد مطالب آموزشی مارو دنبال کنید .

اگر می‌خواهید از آخرین و محبوب‌ترین مقالات ما در ایمیل خود مطلع شوید، همین الان ایمیل و شماره موبایل خود را در کادر زیر وارد کنید:
تعداد علاقه مندانی که تاکنون عضو خبرنامه ما شده اند: 0 نفر
دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *