آموزش AVR از ابتدا

[akkazemi]

آشنایی با میکروکنترلر AVR:
میكروكنترلرها به عنوان یك ابزارقدرتمند نزد مهندسان برق وكامپیوتر شناخته شده اند با توجه به كاربرد روز افزون میكروكنترلرها در صنعت , شركت های سازنده زیادی اقدام به تولید آنها می نمایند . میكروكنترلرهای AVR ساخت شركت ATMEL از جمله معروف ترین و پركاربردترین میكروكنترلرهای موجود در بازار ایران می باشند.تنوع این میكركنترلرها به مهندس طراح این امكان را می دهد كه برای هر پروژه از میكركنترلر بهینه آن استفاده كند .
تفاوت میكروكنترلر و میكروپروسسور : میكروپرسسورها بر خلاف میكرو كنترلرها فاقد RAM و ROM و پورتهای I/O در درون خود تراشه هستند بنابراین برای اینكه بتوان سیستمی مبتنی بر میكروپرسسور را طراحی كنیم باید RAM و ROM و پورتهای I/O و تایمرها به آن اضافه شود. با توجه به اینكه طراح می تواند روی مقدار RAM و ROM و پورتهای I/O اعمال نظر نماید , این سیستم ها انعطاف پذیری بشتری دارند. وبه آنها سیستمهای چند منظوره می گویند. میكروكنترلرها شامل یك CPU به همراه مقدار ثابتی از RAM , ROM , پورتهای I/O وتایمر هستند كه همگی این اجزا در یك تراشه جای داده شده اند و طراح سیستم نمی تواند یك حافظه , I/O یا تایمر را بدون گسترش لازم از بیرون اضافه كند بنابراین میكروكنترلرها انعطاف پذیری میكروپرسسورها را ندارند .
ویژ گی های میكروكنتركرهای AVR‌ :
1- میكروكتنرلرهای AVR از یك ساختار RISC‌ استفاده می كنند. دستورها در این میكروكتنرلرها به گونه ای طراحی شده است كه حجم برنامه كوچك شود حتی اگر به زبان اسمبلی ساخته شده باشد. ساختار RISC با دستورهای فراوان در این میكروكتنرلرها باعث كم شدن حجم برنامه و بالا رفتن سرعت می شود. AVR دارای مجموعه دستورات فراوان با 32 رجیستر عمومی است كه همه آنها با ALU‌ در ارتباط هستند كه سبب می شود دو رجیستر مستقل در یك دستور به طول یك كلاك در دسترسی باشند. این ساختار منجر به بهینه سازی كد و ده برابر سریعتر شدن آن نسبت به CISC می شود.
2- ساختار بهینه I/O در این میكروكتنرلرها باعث كاهش نیاز به افزودن اجزای خارجی می شود.
3- میكروكتنرلرهای AVR ‌ دارای اسیلاتور داخلی , تایمر , UART و SPI درون تراشه هستند .
4- این میكروكتنرلرها دارای مقاومت UP – PULL درونی هستند .
5- AVR از تكنولوژی حافظهVOLATILE – NONوDENSITY HIGH برخوردار است.
میکروکنترلر ATMEGA16:
مهمترین مشخضات این میکروکنترلر 40 پایه عبارت است از:
· کارایی بالا و توان مصرفی کم
· 32 رجیستر (ثبات) 8 بیتی
· 1 کیلو بایت حافظه داخلی SRAM
· قابلیت ارتباط JTAG
· سرعت با سقف 16 میلیون دستور در ثانیه در فرکانس 16 Mhz
· 16 کیلو بایت حافظه FLASH داخلی قابل برنامه ریزی با قابلیت ده هزار بار نوشتن و پاک کردن
· 512 بایت حافظه EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی با قابلیت صد هزار بار نوشتن و خواندن
· دو تایمر/شمارنده هشت بیتی
· یک تایمر/شمارنده شانزده بیتی
· چهار کانال PWM
· هشت کانال مبدل A/D ده بیتی
· یک مقایسه کننده آنالوگ داخلی
· WATCHDOG قابل برنامه ریزی با اسیلاتور داخلی
· ارتباط سریال برای برنامه ریزی: ISP
· USART سریال قابل برنامه ریزی
· دارای شش حالت SLEEP
· منابع وقفه داخلی و خارجی
· اسیلاتور داخلی RC
· کار با ولتاژ 4.5 تا 5.5
· فرکانس کاری 0 تا 16 مگاهرتز
· 32 خط داده ورودی و خروجی قابل برنامه ریزی
منبع:
علی کاظمی
www.usb1000.com

[akkazemi]

پورت های i/o:
درگاهها ورودی / خروجی (I/O )به سیگنال های دیجیتال بیرونی امكان می دهند كه با میكرو كنترلر ارتباط پیدا كند. درگاههای I/O معمولاً به صورت گروههای 8 بیتی دسته بندی می شوند و به هر گروه نیز نام خاصی اطلاق می شود. به عنوان مثال ، میكروكنترلر mega32 دارای 32 درگاه ورودی / خروجی می باشد كه PB, PA, PD, PC نامیده می شوند. در تعدادی از میكرو كنترلر ها ، جهت خطوط درگاه I/O قابل برنامه ریزی می باشد. لذا بیت های مختلف یك درگاه را می توان به صورت ورودی یا خروجی برنامه ریزی نمود. در برخی دیگر از میكروكنترلرها (از جمله میكروكنترلرهای AVR) درگاههای I/O به صورت دو طرفه می باشند. هر خط از درگاه I/O این گونه میكرو كنترلرها را می توان به صورت ورودی و یا خروجی مورد استفاده قرار داد . معمولاً ، این گونه خطوط خروجی ، به همراه مقاومتهای بالا كش بیرونی به كار برده می شوند.
یک پورت از ۸ عدد پین تشکیل شده است که هر کدام از این پین ها دارای یک مقدار مشخص شده می باشد.مثلا Portb میکرو کنترلر avr از ۸ عدد پین که هر کدام دارای مقدار مشخص می باشد .مثلا پورت B در میکرو از ۸ پایه تشکیل شده است که برای هر پایه نامی مشخص شده است.
این پایه ها به ترتیب بر اساس سیستم دودوهی اولویت بندی و مقدار دهی شده اند.
مثلا:اگر شما به همه ۸ تا پین های پورت ، صفر منطقی (صفر ولت ) وصل نمایید مقدار خوانده شده میکرو از این پورت ۰ است.به این صورت که میکرو ابتدا مقدار پایه PB0 را خوانده و در عددی که برای ان مشخص شده ضرب میکند که طبق جدول بالا این عدد مقدارش ۱ می باشد در نتیجه مقدار خوانده شده از ورودی که صفر است ( به دلیل وصل کردن این پایه به صفر ولت ) را در ۱ ضرب می کند و جواب صفر می شود. برای بقیه پایه نیز این عمل را انجام می هد و سپس در مرحله اخر تمامی جواب ها را با هم جمع می کند.که در زیر نشان داده شده است.(لازم به یاداوری است که در مثال ما تمامی پایه ها به صفر ولت وصل شده اند)
منبع:
علی کاظمی
www.usb1000.com