| کابینت آشپزخانه | مقالات بازاریابی اینترنتی | خرید اپل ایدی | دانلود قالب جوملا | وکیل پایه یک | اجاره بیلبورد | سنگسابی | ترمیم مو | سرور مجازی | درب اتوماتیک | طراحی سایت | تعمیرات مبل | فن کویل | تعمیر یخچال | اسکوتر هوشمند | دوربین مدار بسته | پویا جیم ، تردمیل خانگی | بازاریابی محتوایی
آشنایی با AVR
منو

جستجو در سایت

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 . به دلیل مقبولیت این میكروكنترلرها شركت های زیادی اقدام به نوشتن نرم افزارهایی نموده اند كه امكان برنامه نویسی با زبان های سطح بالا را برای كاربر فراهم می كنند . میكرو كنترلرهای AVR به دسته های TINY و AT90S و ATMEGA تقسیم می شوند . از این میان میكروكنترلرهای نوع سوم قدرتمندتر و پركاربردتر هستند.با توجه به اینكه نوشتن برنامه به زبان اسمبلی بسیار زمان بر و دشوار است, زبانهای سطح بالا در این زمینه كمك بسیار زیادی كرده اند . زبان برنامه نویسی BASIC و C بیشترین استفاده در برنامه نویسی میكروها دارند. ولی در اكثر كاربردها كدهای بیشتری را نسبت به زبان برنامه نویسی اسمبلی تولید می كنند. ATMEL ایجاد تحولی در معماری , جهت كاهش كد به مقدار مینیمم درك كرد كه نتیجه این تحول میكروكنترلرهای AVR هستند كه علاوه بر كاهش و بهینه سازی مقدار كدها به طور واقع عملیات را تنها در كلاك سیكل توسط معماری RISC انجام می دهد .هدف ATMEL طراحی معماری بود كه هم برای زبان اسمبلی وهم زبانهای HLL‌ مفید باشد . AVR ها به عنوان میكروهای RISC با دستورات فراوان طراحی شده اند كه باعث می شود حجم كد تولید شده كم و سرعت بالا تری به دست آید .
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 .
كاربرد میكروكنترلرها : با توجه به آنچه كه گفته شد میكروكنترلرها برای كاربردهایی كه در آنها مشكل قیمت و حجم سیستم وجود دارد , مناسب است زیرا اضافه كردن حافظه , پورت I/O تایمرها و مدار واسط لازم به میكرپرسسور سبب افزایش قیمت وحجم سیستم می گردد. اما در میكروكنترلر این مشكل وجود ندارد. میكروكنترلرها به طور گستردهای در تولید سیستمهای تك منظوره به كار می روند. منظور از سیستم تك منظوره سیستمی است كه از میكروكنترلر یا میكرپروسسور فقط برای یك كار استفاده می كند.مانند پردازنده درون یك موس كه تنها به منظور یافتن مكان اشاره گر موس و ارسال آن به PC برنامه ریزی شده است. این سیستم ها در مقابل سیستمهای چند منظوره قرار می گیرند. كه نمونه بارز آن یك PC است كه می تواند برای كاربردهای متعدد و گوناگونی همچون واژه پردازی , بازی های ویدئویی , سرویس شبكه و ... مورد استفاده قرار گیرد. این توانایی PC در اجرای كارهای گوناگون به دلیل وجود سیستم عاملی است كه نرم افزار كاربردی را در RAM بار می كند تا PC بتواند آن را اجرا كند. اما در یك سیستم تك منظوره تنها یك نرم افزار كاربردی موجود است كه معمولا درROM نوشته می شود. چند نمونه از وسایلی كه در ساخت آنها از میكروكنترلرها استفاده شده است , عبارت اند از : كنترل از راه دور تلویزیون , تلفن , دوربین فیلمبرداری , فاكس , چاپگر , دستگاه فتوكپی ,سیستم های حفاظتی , دزد گیر و سیستم های كنترل صنعتی. به طور كلی می توان كاربرد میكروكنترلرها را در طراحی مدارهای كنترل و اتوما سیون خلاصه كرد .
در مباحث بالا با میكروكنترلرها آشنا شدیم حال در این بخش میكروكنترلرهای 8 بیتی شركت ATMEL‌ را كه از ساختار RISC بهره می برند معرفی می كنیم . اما پیش از آن تفاوت های ساختار RISC وساختار CISC را بیان می كنیم .
ساختار RISC : تا اوایل دهه 1980 , كلیه پردازنده ها از ساختار CISC‌ استفاده می كردند. در این ساختار چندصد دستور طراحی شده بود كه این دستورها كلیه عملیات ممكن راپوشش میداد.این روش طراحی پردستور مشكلاتی همانند تعداد زیاد ترانزستورها , پیچیدگی طراحی و ساخت مدار, زمان بری عملیات و گران بودن تراشه را به همراه داشت0 به همین دلیل در اوایل دهه 80 ساختار جدیدی به نام RISC ابداع شد .
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.
6- میكروكتنرلرهای AVR دارای مبدل A/D‌ , مقایسه كننده آنالوگ , تایمر WATCHDOG و قابلیت مدولاسیون عرض پالس هستند .
7- حافظه های FLASH و EEPROM در این میكروكتنرلرها , قابلیت برنامه ریزی شدن در داخل مدار را دارند(ISP ) .
8- حافظه FLASH از دو روش در داخل مدار , برنامه ریزی می گردد. یكی , توسط PROGRAMMER حافظه VOLATILE - NON و از طریق رابطه سریال SPI و دیگری به وسیله اجرای BOOT PROGRAM می تواند از هر مدار واسطی برای ریختن برنامه بر روی حافظه FLASH استفاده كند .
9- ساختار میكروكتنرلرهای AVR به گونه ای طراحی شده است كه هم برای زبان اسمبلی وهم زبانهای سطح بالا مفید باشد. بنابراین می توان از زبانهای سطح بالایی مثل C و BASIC هم در برنامه ریزی این میكروكتنرلرها استفاده كرد كه این امر برنامه نویسی را برای كاربران آسان می كند.

نوشته شده توسط: علی کاظمی

 

 

 

ارتباط با ما

فرم ورود



بازگشت به بالا