مقدمه ای بر میکروکنترلرهای AVR :
میکروهای AVR دارای انعطاف پذیری غیر قابل مقایسه و بی همتایی هستند.آنها قادر به ترکیب هر نوع کدی با یک معماری کارامد از طریق زبانهای C و Assembly هستند و قادرند از طریق این برنامه ها تمام پارامترهای ممکن در یک سیکل یا چرخه ماشین را با دقت بسیار بالا هماهنگ کنند.
میکرو AVR دارای معماریی است که میتواند در تمام جهات مورد استفاده شما،عمل کند میکرو AVR معماریی دارد که برای شما کارایی 16 بیتی ارائه می دهد که البته قیمتش به اندازه یک 8 بیتی تمام می شود.
بهره های کلیدی AVR :
دارای بهترین MCU برای حافظه فلش در جهان !
(MCU: Master Control Unit)
دارای سیستمی با بهترین هماهنگی
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 .
واژگان کلیدی AVR :
میکرو کنترلر AVR به منظور اجرای دستورالعملهای قدرتمند در یک سیکل کلاک(ساعت) به اندازه کافی سریع است و می تواند برای شما آزادی عملی را که احتیاج دارید به منظور بهینه سازی توان مصرفی فراهم کند.
میکروکنترلر AVR بر مبنای معماری RISC(کاهش مجموعه ی دستورالعملهای کامپیوتر) پایه گذاری شده و مجموعه ای از دستورالعملها را که با 32 ثبات کار میکنند ترکیب می کند.
به کارگرفتن حافظه از نوع Flash که AVR ها به طور یکسان از آن بهره می برند از جمله مزایای آنها است.
یک میکرو AVR می تواند با استفاده از یک منبع تغذیه 2.7 تا 5.5 ولتی از طریق شش پین ساده در عرض چند ثانیه برنامه ریزی شود یا Program شود.
میکروهای AVR در هرجا که باشند با 1.8 ولت تا 5.5 ولت تغذیه می شوند البته با انواع توان پایین (Low Power)که موجودند.
راه حلهایی که AVR پیش پای شما می گذارد، برای یافتن نیازهای شما مناسب است:
با داشتن تنوعی باور نکردنی و اختیارات فراوان در کارایی محصولات AVR، آنها به عنوان محصولاتی که همیشه در رقابت ها پیروز هستند شناخته شدند.در همه محصولات AVR مجموعه ی دستورالعملها و معماری یکسان هستند بنابراین زمانی که حجم کدهای دستورالعمل شما که قرار است در میکرو دانلود شود به دلایلی افزایش یابد یعنی بیشتر از گنجایش میکرویی که شما در نظر گرفته اید شود می توانید از همان کدها استفاده کنید و در عوض آن را در یک میکروی با گنجایش بالاتر دانلود کنید.
خانواده های محصولات AVR :
Tiny AVR:
میکروکنترلری با اهداف کلی و با بیش از 4 کیلو بایت حافظه فلش و 128 بایت حافظه استاتیک و قابل برنامه ریزی است.(منظور از حافظه استاتیک SRAM و حافظه قابل برنامه ریزی EEPROM است.)
Mega AVR:
این نوع میکروها قابلیت خود برنامه ریزی دارند و می توان آنها را بدون استفاده از مدارات اضافی برنامه ریزی کرد همچنین بیش از 256K بایت حافظه فلش و 4K بایت حافظه استاتیک و قابل برنامه ریزی دارند.
LCD AVR:
این نوع میکرو دارای درایور برای نمایشگر LCD با قابلیت کنترل اتوماتیک تباین و مقایسه تصویر می باشد.باعث تمدید عمر باتری می شود و در حالت فعال دارای توان مصرفی پایینی است.
توان مصرفی پایین:
• توان مصرفی پایین آنها برای استفاده بهینه از باتری و همچنین کاربرد میکرو در وسایل سیار و سفری طراحی شده که میکروهای جدید AVR با توان مصرفی کم از شش روش اضافی در مقدار توان مصرفی ، برای انجام عملیات بهره می برند.
• این میکروها تا مقدار 1.8 ولت قابل تغذیه هستند که این امر باعث طولانی تر شدن عمر باتری می شود.
• در میکروهای با توان پایین ، عملیات شبیه حالت Standby است یعنی میکرو می تواند تمام اعمال داخلی و جنبی را متوقف کند و کریستال خارجی را به همان وضعیت شش کلاک در هر چرخه رها کند!
ابعاد مختلف میکروهای AVR را در اشکال زیر مشاهده می کنید:
AVR های مدل tiny:
به خود اجازه ندهید که نام آن شما را گول بزند...
میکروهای مدل tiny توانایی های عظیمی دارند.به خاطر کوچک بودن و داشتن MCU بسیار پر قدرت به اینگونه میکروها نیاز فراوانی هست آنها به هیچ منطق خارجی نیاز نداشته و به همراه یک مجتمع مبدل آنالوگ به دیجیتال و یک حافظه قابل برنامه ریزی EEPROM قابلیتهای خود را ثابت می کنند.
نکات کلیدی و سودمند مدل Tiny :
• آنها به منظور انجام یک عملیات ساده بهینه سازی شده و در ساخت وسایلی که به میکروهای کوچک احتیاج است کاربرد فراوان دارند.
• کارایی عظیم آنها برای ارزش و بهای وسایل موثر است.
AVR های مدل Mega:
اگر شما به میکرویی احتیاج دارید که دارای سرعت و کارایی بالا باشد و توانایی اجرای حجم زیادی از کد برنامه را داشته و بتواند داده های زیادی را سروسامان دهد باید از AVR های مدل Mega استفاده کنید آنها به ازای هر یک مگا هرتز سرعت ، توانایی اجرای یک میلیون دستورالعمل در هر یک ثانیه را دارند همچنین قابل برنامه ریزی و بروزرسانی کدها با سرعت و امنیت بسیار بالایی هستند.
نکات کلیدی و سودمند مدل Mega :
آنها به منظور انجام یک عملیات ساده بهینه سازی شده و در ساخت وسایلی که به میکروهای کوچک احتیاج است کاربرد فراوان دارند.
کارایی عظیم آنها برای ارزش و بهای وسایل موثر است.
AVR های مدل Mega: اگر شما به میکرویی احتیاج دارید که دارای سرعت و کارایی بالا باشد و توانایی اجرای حجم زیادی از کد برنامه را داشته و بتواند داده های زیادی را سروسامان دهد باید از AVR های مدل Mega استفاده کنید آنها به ازای هر یک مگا هرتز سرعت ، توانایی اجرای یک میلیون دستورالعمل در هر یک ثانیه را دارند همچنین قابل برنامه ریزی و بروزرسانی کدها با سرعت و امنیت بسیار بالایی هستند.
نکات کلیدی و سودمند مدل Mega : حافظه سریع از نوع فلش با عملکرد خود برنامه ریز و بلوکه ی بوت (Boot Block) دقت بسیار بالای 8-کانال در تبدیل آنالوگ به دیجیتال 10 بیتی USART و SPI و TWI بر طبق واسطه های سریال واسطه ی JTAG بر طبق IEEE 1149.1 TWI: Two Wire Interface is a byte oriented interface USART: Universal Serial Asynchronous Receiver/Transmitter SPI: Serial Peripheral Interface JTAG available only on devices with 16KB Flash and up واسط JTAG فقط در میکروهای با بیش از 16 کیلوبایت حافظه فلش موجود است.
AVR های مدل LCD: آنها با بالاترین یکپارچگی و انعطاف پذیری ممکن طراحی شده اند و با داشتن درایور LCD و کنترلر اتوماتیک وضوح تصویر ،بهترین واسطه را با انسان دارند و دارای توان مصرفی پایین و کارایی بالایی هستند.اولین عضو این خانواده 100 سگمنت داشت و دارای یک UART و SPI به منظور ارتباط به صورت سریال بود.
نکات کلیدی وسودمند مدل LCD : کارایی فوق العاده با سرعت یک میلیون دستورالعمل در ثانیه به ازای یک مگاهرتز واسطه ها برای ارتباط با انسان: وقفه های صفحه کلید و درایور نمایشگر LCD آنها این اجازه را به طراح سیستم می دهند که توان مصرفی را در برابر سرعت پردازش تا جایی که امکان دارد بهینه کند.
نکات کلیدی و سودمند حافظه ی فلش خود برنامه ریز: قابلیت دوباره برنامه ریزی کردن بدون احتیاج به اجزای خارجی 128 بایت کوچک که به صورت فلش سکتور بندی شده اند داشتن مقدار متغیر در سایز بلوکه ی بوت (Boot Block) خواندن به هنگام نوشتن بسیار آسان برای استفاده کاهش یافتن زمان برنامه ریزی کنترل کردن برنامه ریزی به صورت سخت افزاری راههای مختلف برای عمل برنامه ریزی: موازی یا Parallel : یکی از سریعترین روشهای برنامه ریزی سازگار با برنامه نویس های(programmers) اصلی خود برنامه ریزی توسط هر اتصال فیزیکی: برنامه ریزی توسط هر نوع واسطه ای از قبیل TWI و SPI و غیره دارا بودن امنیت صد درصد در بروزرسانی و کدکردن ISP: واسطه سه سیمی محلی برای بروزرسانی سریع آسان و موثر در استفاده واسطه JTAG : واسطه ای که تسلیم قانون IEEE 1149.1 است و می تواند به صورت NVM برنامه ریزی کند یعنی هنگام قطع جریان برق داده ها از بین نروند.استفاده از فیوزها و بیتهای قفل.
بیشتر برای دیباگ کردن آنچیپ و به منظور تست استفاده می شود نرم افزار ارائه شده توسط شرکتATMEL به نام AVR Studio 4 : این نرم افزار در حقیقت یک اسمبلر برای محصولات AVR اتمل است و به صورت کاملا ویژوالی است.
می تواند با انواع دستگاههای برنامه نویس میکرو ارتباط برقرار کند و کدها را در میکرو دانلود کند.
و قابلیت ترجمه کدها به زبانهای C و Assembly را دارد و ...
انواع برنامه نویسها که AVR Studio 4 با آنها سازگار است: در این قسمت خصوصیات پروگرامر ها را به زبان انگلیسی ارائه کردم چون به زبان فارسی اصلا قابل فهم نمی بود و باید یکی پیدا می شد تا ترجمه فارسی آن را دوباره ترجمه کند...
STK500/STK501/STK502 STK500 Supports All AVR Devices Interfaces with AVR Studio Early Support for NewDevices Push Buttons, LEDs & RS232 STK501 STK500 Expansion Module for ATmega64/128 ZIF Socket & PCB Footprint Onboard 32 kHz Oscillator Additional RS232 Port STK502 STK500 Expansion Module for ATmega169 ZIF Socket & PCB Footprint Onboard 32 kHz Oscillator Demo Application with Temperature Sensor JTAGICE / JTAGICE mkII Interfaced using AVR Studio Real-Time Emulation in Actual Silicon Debug the Real Device at the Target Level Communicates Directly to the Device through 4-Pin JTAG Interface One-wire Debug Interface (JTAGICE mkII only) Supports Program Breakpoints Data Breakpoints Full I/O View and Watches Full Execution Control ICE40/50 Emulator ICE50 Emulates all Peripherals (Both Digital and Analog) Supports all Instructions And Peripherals Real-Time All Configurations Done from AVR Studio Unlimited Number of Breakpoints Source Level Debugging Supports the Newest Members of AT mega And AT tiny Product Families ICE40 Same Features as ICE50 End Low Cost ICE for ATtiny13, ATtiny26, ATmega8, ATmega8515,ATmega853 ICE50 Upgrade Available پروگرامرهایی که AVR های خاصی را پشتیبانی می کنند: M5226P اکولازر صوتی یک پری امپلی فایر با M5226P اکولازر صوتی اکلایزر داخلی است پری ان برای ضبط کافی نیست واحتیاج به پری دارد ولی برای سی دی نیازی به پری نیست.
ورودی مدار همان طور که در شکل پیداست مقاومت 4.7کیلو هست و خروجی مقاومت 10 کیلو می باشد انواع تایمر: 1)تایمر 1 تا 3 ساعت با CD4060 2)تایمر 10 و 30 دقیقه با NE555 1)تایمر 1 دقیقه تا 3 ساعت با CD4060 زمان سنج قابل برنامه ریزی این مدار یک زمان سنج همه منظوره، ارزان، با حجم بسیار کم می باشد.
این زمان سنج 250 زمان مختلف را می تواند برنامه ریزی کند.
مغز سیستم شمارنده باینری چهارده حالته CD 4060 می باشد.
همچنانکه در شکل نشان داده شده است، پالس ساعت از اتصال R3, R4, C1 به ترتیب به پایه های 11, 10, 9 آی سی CD 4060 ایجاد می گردد.
به منظور تنظیم فرکانسهای ساعت VR1 با مقاومت R4 سری شده است.
با وصل تغذیه، شمارنده توسط پالسی که از منبع تغذیه از طریق خازن C2 (0.0001 f) می آید، صفر (RESET) می گردد و سپس شروع به شمارش پالس های تولید شده توسط نوسان ساز می کند.
زمان سنج دارای 8 کلید قابل برنامه ریزی می باشد که هریک فاصله زمانی خاصی را ایجاد می کند.
برای مثال با فرکانس تقریبی 1.06 Hz را که توسط VR1 تنظیم شده است خروجی Q6 (پایه 4) پس از دریافت 2 = 64 پالس به حالت یک می رود که حدودا 60 ثانیه طول می کشد.
به همین ترتیب خروجی Q14 (پایه 3) بعد از دریافت 2 = 16384 پالس که چهار ساعت و نیم طول می کشد به حالت یک می رود.
اما اگر کلید Q6 , Q14 هر دو روشن باشند فاصله زمانی آنها با هم جمع می شود زیرا ترکیب دیودها و مقاومت تشکیل گیت AND را داده است.
به همین دلیل 256 زمان مختلف می تواند برنامه ریزی شود.مدار می تواند توسط یک باتری 9v تغذیه شود و در یک جعبه پلاستیکی کوچک جاسازی گردد.
آی سی 555 آشنایی با آی سی 555 آی سی 555 جزء آی سی های تایمر محسوب می شود .دارای کاربرد فراوانی در مدارات و بخصوص در تکنیک پالس می