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.
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.
حافظه (Memory) : در میکروکنترلرها حافظه ها به دوسته ی ROM و RAM تقسیم می شوند.
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.
RAM حافظه های با دسترسی تصادفی هستند که برای ذخیره ی موقت داده ها به کارگرفته می شوند.
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.
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.
واحد Timer/counter : این واحد را در آموزش واحد تایمر /کانتر به صورت مفصل براتون توضیح خواهم داد.
مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC):کار این واحد دریافت سیگنال های آنالوگ و تبدیل آن به سیگنال های دیجیتال می باشد.
Interpret Control : این کنترلکننده وظیفه کنترل تاخیر برای برنامه درحال اجرا را دارد.
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.

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.
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:
- میکروکنترلر AVR سری AT90S
- میکروکنترلر AVR سری ATtiny
- میکروکنترلر AVR سری ATmega
- 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.
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.
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.
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?.

درباره زهراخلیل نژاد
از زمانیکه دوره راهنمایی رو شروع کردم عاشق کمک کردن به انسانها برای داشتن یه زندگی راحت بودم . واز همون سنین با شرکت در کلاسهای رباتیک قدم به این دنیای جذاب و پر از شگفتی گذاشتم. . و هر بار با ساختن یک وسیله ، کاردستی و... ذوق و اشتیاق عجیبی رو تجربه کردم. به همین دلیل هم فکر میکنم اگر هر کس یک رشته رو با علاقه و بطور تخصصی ادامه بده . میتونه کلی ایده خلاق ارائه بده و دنیا رو به جای زیباتری برای زندگی تبدیل کنه .
نوشته های بیشتر از زهراخلیل نژاد
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.