فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش الکترونيک
دانشگاه ها و اساتيد برق
آموزش علوم رشته برق
آموزش نرم افزارهاي برق
مراکز تحقيقاتي رشته برق
پروژه هاي تحقيقاتي برق
رده بندي سايتهاي برق
آشنايي با متخصصين برق
بانک مقالات رشته برق
پايان نامه هاي دانشجويي
کتاب ، جزوه ، مجلات برق
گالري عکسهاي رشته برق
 
 

عنوان: آموزش مقدماتي ميكروكنترلر AVR (قسمت اول)

نويسنده: علي قاسمي             ايميل: ali6273@gmail.com

منبع اطلاعاتي: www.i4e.blogfa.com            تاريخ نگارش: 01/10/1386

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

قسمت دوم

   
 
 

ساده ترين معماري ميكرو كنترلر، متشكل از يك ريز پردازنده، حافظه و درگاه ورودي/خروجي است. ريز پردازنده نيز متشكل از واحد پردازش مركز (CPU) و واحد كنترل (CU)است. CPU درواقع مغز يك ريز پردازنده است و محلي است كه در آنجا تمام عمليات رياضي و منطقي ،انجام مي شود. واحد كنترل ، عمليات داخلي ريز پردازنده را كنترل مي كند و سيگنال هاي كنترلي را به ساير بخشهاي ريز پردازنده ارسال مي كند تا دستورالعمل ها ي مورد نظر انجام شوند.
حافظه بخش خيلي مهم از يك سيستم ميكرو كامپيوتري است. ما مي توانيم بر اساس به كارگيري حافظه، آن را به دو گروه دسته بندي كنيم: حافظه برنامه و حافظه داده. حافظه برنامه ، تمام كد برنامه را ذخيره مي كند. اين حافظه معمولاً از نوع حافظه فقط خواندني (ROM) مي باشد. انواع ديگري از حافظه ها نظير EPROM و حافظه هاي فلش EEPROM براي كاربردهايي كه حجم توليد پاييني دارند و همچنين هنگام پياده سازي برنامه به كار مي روند. حافظه داده از نوع حافظه خواندن / نوشتن (RAM) مي باشد. در كاربردهاي پيچيده كه به حجم بالايي از حافظه RAM نياز داريم ، امكان اضافه كردن تراشه هاي حافظه بيروني به اغلب ميكرو كنترلر ها وجود دارد.
درگاهها ورودي / خروجي (I/O )به سيگنال هاي ديجيتال بيروني امكان مي دهند كه با ميكرو كنترلر ارتباط پيدا كند. درگاههاي I/O معمولاً به صورت گروههاي 8 بيتي دسته بندي مي شوند و به هر گروه نيز نام خاصي اطلاق مي شود. به عنوان مثال ، ميكروكنترلر 8051 داراي 4 درگاه ورودي / خروجي 8 بيت مي باشد كه P3, P2, P1, P0 ناميده مي شوند. در تعدادي از ميكرو كنترلر ها ، جهت خطوط درگاه I/O قابل برنامه ريزي مي باشد. لذا بيت هاي مختلف يك درگاه را مي توان به صورت ورودي يا خروجي برنامه ريزي نمود. در برخي ديگر از ميكروكنترلرها (از جمله ميكروكنترلرهاي 8051) درگاههاي I/O به صورت دو طرفه مي باشند. هر خط از درگاه I/O اين گونه ميكرو كنترلرها را مي توان به صورت ورودي و يا خروجي مورد استفاده قرار داد. معمولاً ، اين گونه خطوط خروجي ، به همراه مقاومتهاي بالا كش بيروني به كار برده مي شوند.

ميکرو کنترلر AVR به منظور اجراي دستورالعملهاي قدرتمند در يک سيکل کلاک(ساعت) به اندازه کافي سريع است و مي تواند براي شما آزادي عملي را که احتياج داريد به منظور بهينه سازي توان مصرفي فراهم کند.

ميکروکنترلر AVR بر مبناي معماري RISC(کاهش مجموعه ي دستورالعملهاي کامپيوتر) پايه گذاري شده و مجموعه اي از دستورالعملها را که با 32 ثبات کار ميکنند ترکيب مي کند. به کارگرفتن حافظه از نوع Flash که AVR ها به طور يکسان از آن بهره مي برند از جمله مزاياي آنها است.
يک ميکرو AVR مي تواند با استفاده از يک منبع تغذيه 2.7 تا 5.5 ولتي از طريق شش پين ساده در عرض چند ثانيه برنامه ريزي شود يا Program شود. ميکروهاي AVR در هرجا که باشند با 1.8 ولت تا 5.5 ولت تغذيه مي شوند البته با انواع توان پايين (Low Power)که موجودند.

راه حلهايي که AVR پيش پاي شما مي گذارد، براي يافتن نيازهاي شما مناسب است:

با داشتن تنوعي باور نکردني و اختيارات فراوان در کارايي محصولات AVR، آنها به عنوان محصولاتي که هميشه در رقابت ها پيروز هستند شناخته شدند.در همه محصولات AVR مجموعه ي دستورالعملها و معماري يکسان هستند بنابراين زماني که حجم کدهاي دستورالعمل شما که قرار است در ميکرو دانلود شود به دلايلي افزايش يابد يعني بيشتر از گنجايش ميکرويي که شما در نظر گرفته ايد شود مي توانيد از همان کدها استفاده کنيد و در عوض آن را در يک ميکروي با گنجايش بالاتر دانلود کنيد.

◄   توان مصرفي پايين:
* توان مصرفي پايين آنها براي استفاده بهينه از باتري و همچنين کاربرد ميکرو در وسايل سيار و سفري طراحي شده که ميکروهاي جديد AVR با توان مصرفي کم از شش روش اضافي در مقدار توان مصرفي ، براي انجام عمليات بهره مي برند.
* اين ميکروها تا مقدار 1.8 ولت قابل تغذيه هستند که اين امر باعث طولاني تر شدن عمر باتري مي شود.
* در ميکروهاي با توان پايين ، عمليات شبيه حالت Standby است يعني ميکرو مي تواند تمام اعمال داخلي و جنبي را متوقف کند و کريستال خارجي را به همان وضعيت شش کلاک در هر چرخه رها کند!

◄   نکات کليدي و سودمند حافظه ي فلش خود برنامه ريز:
      ●   قابليت دوباره برنامه ريزي کردن بدون احتياج به اجزاي خارجي
      
●   128 بايت کوچک که به صورت فلش سکتور بندي شده اند
      
●   داشتن مقدار متغير در سايز بلوکه ي بوت (Boot Block)
      
●   خواندن به هنگام نوشتن
      
●   بسيار آسان براي استفاده
      
●   کاهش يافتن زمان برنامه ريزي
      
●   کنترل کردن برنامه ريزي به صورت سخت افزاري

◄   راههاي مختلف براي عمل برنامه ريزي:

      
+   موازي يا Parallel:
      ●   يکي از سريعترين روشهاي برنامه ريزي
      
●   سازگار با برنامه نويس هاي(programmers) اصلي

      
+   خود برنامه ريزي توسط هر اتصال فيزيکي:
      ●   برنامه ريزي توسط هر نوع واسطه اي از قبيل TWI و SPI و غيره
      
●   دارا بودن امنيت صد درصد در بروزرساني و کدکردن

      
+   ISP:
      ●   واسطه سه سيمي محلي براي بروزرساني سريع
      
●   آسان و موثر در استفاده

      
+   واسطه JTAG:
      ●   واسطه اي که تسليم قانون IEEE 1149.1 است و مي تواند به صورت NVM برنامه ريزي کند يعني هنگام قطع جريان برق داده ها از

           بين نروند.استفاده از فيوزها و بيتهاي قفل.
      
●   بيشتر براي ديباگ کردن آنچيپ و به منظور تست استفاده مي شود

◄   مقايسه avr با 8051
مقايسه ما با تمام ميکروهاي 8 بيتي هست يعني در مجموع ميشه گفت AVR يه رقيب قدرتمند براي بقيه ميکروهاي قوي است و يه انقلاب بزرگ هم به شمار ميره. هنوز هيچ ميکرويي به سرعت بالاي AVR در محاسبات دست پيدانکرده.در ضمن AVR قادره که محاسبات 16 بيتي رو هم انجام بده. شهار ATMEL هم اينکه شما پول يه ميکرو 8 بيتي رو ميديد ولي ميتونيد از قايليتهاي يک ميکرو 16 بيتي استفاده کنيد.
AVR از معماري RISC با تعداد دستورالعمل بالا بهره ميبره که دربين ميکروها کم نظير هست. اکثر دستورالعمل هاي آن باوجود زياد بودن تعداد دستورالعملها در يک سيکل انجام ميشه. اين ميکرو از مدهاي کاهش توان به خوبي بهره برده و تاييد کننده آن زياد بودن مدهاي کاهش توان آن و استفاده از تقسيم کلاک به صورت نرم افزاري است که در کمتر ميکرويي ديده ميشه.
AVR حتي برعکس ميکروهاي ديگه هيچ تقسيم کلاکي انجام نميده(مثلا 8051 کلاک رو بر 12 و PIC که يه ميکرو قدرتمند هست کلاک رو بر 4 تقسيم ميکنه). اين امر که AVR کلاک رو تقسيم نميکنه موجب کاهش مصرف انژي و افزايش MIPS شده.

تکنولوژي بکار رفته در AVR موجب شده که حتي ميتوان از آن در محيط هاي صنعتي و پر نويز براحتي از آن استفاده کرد(به گفته خود ATMEL والا هنوز خودم يه تست دقيق انجام ندادم ولي اون رو با يه فيبر يه رو و با يه کابل LCD تقريبا 20 سانتي و يا استفاده از باتري ماشين در کنار شمع پيکان غير انژکتوري تست کردم ولي فقط در فاصله تقريبا 5-6 سانتي از اون صفحه LCD قاتي ميکرد ولي نميدونم ميکرو هم ريست ميشد يا نه.در ضمن قسمت تغذيه فقط از يک 7805 تشکيل شده بود. و اين آزمايش هم براي خودم و هم براي چند تا از دوستانم که کارهاي صنعتي انجام ميدادن شگفت آور بود). اما به دليل اينکه هنوز هيچ کسي اون رو تابه حال در محيط صنعتي تست نکرده و به دليل اطمينان بالاي PIC هيچ کسي دوست نداره اعتبار خودش رو به خطر بندازه.
در ضمن AVR مجهز به آخرين امکانات مثل تايمر واچ داگ و برون اوت ديتکتور و مبدل هاي ADC و PWM است. يکي از مهمترين بخشي که کمتر در هر ميکرويي ديده ميشه مقايسه کننده آنالوگ با گين 1 و 10 و 200 و.. است که بسته به ميکرو فرق ميکنه. اين مقايسه کننده ميتونه تو ورودي مبدل ADC قرار بگيره. اين بخش براي بعضي طراحان خيلي مهمه و اونا رو مجذوب خودش کرده.

خانواده ميکروکنترلرهاي AVR شامل طيف گسترده اي از اي سي ها است که از 8 پايه شروع و به 64 پايه ختم مي شود. اما در بين اين طيف گسترده تعدادي استفاده عمومي تري دارند مانند ATMEGA32. که در تمام مثالهاي آورده شده از اين اي سي استفاده شده است.

ادامه در قسمت دوم...
 

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت