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 بدونیم میکروکنترلر چیه؟

میکروکنترلر چیه🤷‍♀️ ؟

به گروهی از تراشه ها که تجمع مدارات دیجیتالی در کنار یکدیگر هستند،میکروکنترلر میگویند. بعبارت 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 خرو جی (I/o)
حافظه (قابل برنامه ریزی )
و مدارات ارتباط با حافظه

میکروکنترلرها در دستگاه‌هایی که نیازبه 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 اونها اشاره میکنم.

CPU(واحد پردازش):این واحد را مغز میکروکنترولر می‌نامند. این پردازنده عملیات استخراج داده، رمزگشایی و درنهایت انجام وظایف اختصاص‌داده شده را به عهده دارد. حافظه قابل‌برنامه‌ریزی دستورالعمل‌ها را استخراج و CPU آنها را رمزگشایی می‌کند.

حافظه (Memory) : درمیکروکنترلرها 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 که برای اتصال به دستگاه‌های مختلف مثل پرینتر، نمایشگرها و… ویا خواندن مقادیر سنسور ها استفاده می‌شوند.

پورتهای سریال :برای وصل کردن کامپیوتر و میکروکنترلر بهم و یا وصل کردن چن تا میکروکنترلر به هم دیگه از ارتباط سریال USART استفاده میکنیم.

واحدTimers/counter : ین واحد را در آموزش واحد تایمر /کانتر بصورت مفصل براتون توضیح دادم.

مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC):کار این واحد دریافت سیگنال های آنالوگ و تبدیل آن به سیگنال های دیجتال می باشد.

Interpret Control : این کنترل‌کننده وظیفه کنترل تاخیر برای برنامه درحال اجرا را دارد.

بخش های داخلی میکروکنترلرAVR — بخش های داخلی در میکروکنترلر AVR

میکروکنترلرهای AVR

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

اما بنا به دلایلی که در ادامه براتونمیگم 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 \ر کاربرترین خانواده این میکروکنترلرها بریم. وبا اونها بیشتر آشنا شیم.

تصویر میکروکنترلرAVR — تصویر میکروکنترلر AVR

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 AT tiny
میکروکنترلر AVR سری ATmega
میکروکنترلر AVR سری ATXmega

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

تفاوت بین میکروکنترلر و میکرو پروسسور

🕵️‍♂️؟

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 . وشباهت 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 کارامد 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 در آموزش میکروکنترلر AVR

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

صنعت و میکروکنترلر 🛠:

میکروکنترلرهای 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 درامور تحقیقاتی و دانشگاهی غالبا میکرو کنترلرهایی که فرکانس پایین تری دارند، استفاده میشوند.

در حقیقت میکروکنترلر های AVR خیلی نویز پذیرند. کافیه که شما یه میکروکنترلر AVR رو به محدوده یک ترانس نزدیک کنید میبینید .که روی ال سی دی اعداد و ارقام قاطی پاتی میاد و ADC اون دیگه کار نمی کنه.

خوب حالا اگر یک AVR رو به داخله یک کارخونه ی صنعتی که دارای موتور های پرتوان و بزرگ سه فاز باشه ببرین اصلا میکروی شما نه این که کار نمی کنه ، بلکه میسوزه.

البته با یک سری تمهیدات مثل ایزولاسیون کردن ورودی و خروجی و همچنین تغذیه و قرار دادن میکرو داخل قاب فلزی میشه نویز پذیری AVR رو کم کرد ولی 100 درصد نیست.

امیدوارم که از مطلب امروز لذت برده باشید.و مطالب آموزشی مارو دنبال کنید😊.