پنج شنبه 26 تیر 1399 | Thursday 16 th of July 2020 صفحه اصلی گروه الکترونیکی کامپیوتر
اشنایی باAVR

میکرو کنترلر چیست؟

میکرو کنترلر یک المان برنامه پذیر بوسیله کاربر است که برنامه در محیط یک کامپایلر مخصوص نوشته شده و پس از کامپایل بوسیله دستگاهی بنام پروگرمر در حافظه این قطعه قرار می گیرد و این قطعه عملکرد خود را نسبت به برنامه موجود در حافظه ان اغاز می کند و بسته به عملکرد مورد نظر  در یک مدار الکتریکی همراه با دیگر المان ها قرار می گیرد.

این قطعه در ابتدا به صورت هسته پروسسی موجود بود مانند میکرو پروسسور80Zکه به زبان ماشین و سطح پایین بود و برای استفاده ازان در یک مدار الکتریکی می بایست تمامی احتیاجات ان از جمله منابع پالس ساعت,تایمرهاو...در کنار ان به وسیله کاربر ایجاد میشد.این سیستم ها بسیار وقت گیر و در عین حال با برنامه نویسی سطح پایین بسیار طاقت فرسا بود. به همین خاطر برای سهولت کار شرکت های سازنده همچون  ATMEL  به فکر ساخت بسته کاملتری بنام میکرو کنترلر افتادند.

این میکرو کنترلر ها با سری  80C51  رونق بسیار بالایی گرفتند و در بین طراحان الکتریکی محبوبیت بسیار بالایی بدست اوردند.این سری از میکروکنترلرها تا مدتها جزء قطعات بسیارپر کاربرد در سیستم های پردازشی بودند اما نقایصی نیز داشت از جمله:نوع برنامه نویسی,تجهیزات سخت افزاری,کم بودن انواع ان و... به همین خاطر شرکت ها به دنبال نمونه کاملتری از ان  بودند.

میکرو کنترلر AVR چیست؟

  AVRپروژه پایانی   دو دانشجوی دکترا بود.این پروژه تا حدی مورد شرکت های سازنده قرار گرفت که در سال  1996  اولین نسخه این میکروکنترلر بنام سری AVR  به بازار عرضه شد و در مدت کوتاهی محبوبیت جهانی و چندین برابر بیش از میکروکنترلرهای دیگر به دست اورد.این میکروکنترلر8 بیتی با تکنولوژی  CMOS و توان پایین بر اساس ساختار پیشرفته RISKساخته شده است.RISK مخفف چهار کلمه ((Reduced  Instruction Set Computers)) یعنی کامپیوترهایی که در ان ساختار به گونه ایست که با کاهش تعداد دستورات سرعت سیستم افزایش یافته است.

AVR با ساختار  RISK دستورات را تنها در یک پالس ساعت اجرا میکند.به این ترتیب می توان به ازای هر یک مگاهرتز یک مگ دستور در ثانیه اجرا کرد و برنامه را از لحاظ سرعت پردازش و نیز مصرف توان بهینه کرد.

AVRها دارای 32 رجیستر همه منظوره و مجموعه ای از دستورات قدرتمند هستند.تمامی این 32 رجیستر مستقیما به ALUمتصل شدند.بنابراین دسترسی به دو رجیستر در یک سیکل ساعت هم امکان پذیر می باشد.این ساختار موجب می گردد که سرعت ان نسبت به میکروکنترلرهای سری  CISK تا ده برابر هم افزایش یابد

CISK مخفف چهار کلمه ((Complex Instruction Set Computers)) می باشد.یعنی کامپیوتر هایی که در انها ساختار به گونه ایست که تعداد دستورات زیاد و پیچیده است.                                                               

میکروکنترلرهای  AVR به سه دسته تقسیم می شوند:

1.Tiny AVR(AT Tiny)

2.Classic AVR(AT90S)

3.Mega AVR (AT mega)

تفاوت بین این سه نوع به امکانات موجود در انها مربوط می شود.Tiny AVRها غالبا تراشه هایی با تعداد پایه و مجموعه دستورات کمتری نسبت به  Mega AVRها می باشند و به عبارت دیگر سری  Tiny از لحاظ پیچیدگی حداقل امکانات را دارا هستند.سری Mega حداکثر امکانات را دارا هستند و سر ی Classicبین دو گروه قرار می گیرد.البته از انجا که بین سه دسته ذکر شده سری Classicقبل از دو گروه دیگر تولید شده امروزه در طراحی های جدید کمتر از انها استفاده می شود و عملا هرکدام از انها با تراشه هایی از گروه Megaیا Tinyجایگزین شده اند.

در زیر اسم بعضی از انواع میکروکنترلر های AVRکه برای طراحی های جدید استفاده نمی شوند با جایگزین مناسب اورده شده است:

جایگزین مناسب

تراشه قدیمی

AT Tiny 2313

AT90S 2313

AT Tiny 25

AT90S 2323

AT Mega 8

AT90S 4433

AT Mega 8515

AT90S 8515

AT Mega 128

AT mega 103

AT Mega 162

AT Mega 161

AT Mega 16

AT Mega 163

AT Mega 32

AT Mega 323

یک میکروکنترلر اسمی به صورت روبرو  دارد: ATMega8یا ATMega128یا ATMega32

قسمت اول این اسم  نوع و سری میکروکنترلر و قسمت دوم حجم حافظه فلش این قطعه می باشد.

علاوه بر این ممکن است در انتهای اسم میکروکنترلر پسوندی هم وجود داشته باشد مثلا : ATTiny28Lیا ATTiny28Vیا ATMega8L.تفاوت تراشه هایی که تنها پسوند اسامی انها با هم اختلاف دارددر میزان قابل قبول در ولتاژ تغذیه و محدوده مجاز فرکانسی کریستال مورد استفاده می باشد.

پسوند های L  و Vرا می توان را به ترتیب مخفف  Low PowerوVery Low Powerاست که به شرح جدول زیر است:

فرکانس قابل قبول کریستال

محدوده ولتاژ تغذیه

نام میکروکنترلر

0 _16 MHZ

4 _5.5 V

میکروکنترلرAVR   بدون پسوند

0 _8 MHZ

2.7 _5.5 V

میکروکنترلر AVRبا پسوند L

0 _4 MHZ

1.8 _5.5 V

میکروکنترلر AVRبا پسوند  V

جدول بالا برای اکثر میکروکنترلرها صادق است.اما به خاطر تنوع در تعداد این نوع میکروکنترلرها برای حصول اطمینان باید به Data Sheet قطعه مراجعه کرد.

حال سوال اینجاست که برای پروژه خود از این تنوع مدل کدام را انتخاب کنیم؟

این میکروکنترلرها گونه های مختلف و امکانات متنوعی دارن که نسبت به قیمت انها متغیر است .برای یک پروژه ابتدا باید نیاز های پروژه را مشخص کرد و سپس با دیدن Data Sheet قطعات مختلف  AVR مورد نظر را برگزید.

میکروکنترلرها دارای قابلیتی بنام فیوزبیت ها می باشند به صورتی که این فیوز بیت ها در صورت پاک کردن حافظه پاک نشده و می توان به عنوان یک کلید از ان استفاده کرد و قسمت هایی از میکروکنترلر را فعال یا غیرفعال کرد و حتی حالت اسیلاتور را انتخاب کرد.به وسیله این فیوز بیت ها می توان میکروکنترلر را از کپی برداری در امان قرار داد و ان را قفل کرد

Compatability by:
آخرین به روز رسانی سایت: سه شنبه, 22 اسفند 1391 - 00:26