Vrste i raspored AVR mikrokontrolera

AVR - Ovo je ime popularne obitelji mikrokontrolera koje tvrtka proizvodi. Atmel, Uz ABP pod ovom markom se izdaju mikrokontrolera i druge arhitekture poput ARM i i8051.

Što su AVR mikrokontroleri?

Postoje tri vrste mikrokontrolera:

1. AVR 8-bitni.

2. AVR 32-bitni.

3. AVR xMega

Već više od desetljeća najpopularnija je upravo 8-bitna obitelj mikrokontrolera. Mnogi su pršuti počeli proučavati mikrokontrolere od njega. Gotovo svi su naučili svijet programirljivih regulatora radeći na svojim jednostavnim zanatima, poput LED treperi svjetla, termometra, satova, kao i jednostavne automatizacije, poput kontrole rasvjete i grijaćih uređaja.

8-bitni mikrokontroleri AVR podijeljeni su u dvije popularne obitelji:

• Attiny - Iz naziva je jasno da mlađi (sićušni - mladi, mladi, mlađi), u osnovi imaju od 8 nožica ili više. Opseg njihove memorije i funkcionalnosti su obično skromniji nego u sljedećem;

• ATmega - Napredniji mikrokontroleri, imaju više memorije, pinova i raznih funkcionalnih jedinica;

Najmoćnija poddružina mikrokontrolera je xMega - ti su mikrokontroleri dostupni u slučajevima s ogromnim brojem pinova, od 44 do 100. Toliko je potrebno za projekte s velikim brojem senzora i pokretača. Uz to, povećani kapacitet i brzina memorije omogućuju vam postizanje visokih performansi.

transkript: Pin (eng. Pin - igla, igla) je izlaz mikrokontrolera ili, kako kažu, nogu. Otuda riječ "pinout" - tj. informacije o namjeni svake noge.

Za što su mikrokontroleri i čemu služe?

Mikrokontroleri se koriste gotovo svugdje! Gotovo svaki uređaj u 21. stoljeću radi na mikrokontroleru: mjerni instrumenti, alati, kućanski aparati, satovi, igračke, glazbene kutije i razglednice, kao i još mnogo toga; puki popis će sadržavati nekoliko stranica teksta.

Programer može koristiti analogni signal s dna na ulaz mikrokontrolera i manipulirati podacima o njegovoj vrijednosti. Ovaj posao izvodi analogno-digitalni pretvarač (ADC). Ova funkcija omogućuje korisniku da komunicira s mikrokontrolerom, kao i da opaža različite parametre okolnog svijeta pomoću senzora.

U uobičajenim AVR mikrokontrolerima, na primjer, Atmega328što je 2017. srce mnogih sklopova Težakali o njima kasnije. Koristi se 8-kanalni ADCs malo dubine 10 bit, To znači da možete očitati vrijednost s 8 analognih senzora. I digitalni su senzori spojeni na digitalne izlaze, što može biti očito. Međutim, digitalni signal može biti samo 1 (jedinica) ili 0 (nula), dok analogni signal može imati neograničen broj vrijednosti.

Objašnjenje:

kapacitet Vrijednost je koja karakterizira kvalitetu, točnost i osjetljivost analognog ulaza. To ne zvuči baš jasno. Malo prakse: 10-bitni ADC, zapisuje analogne podatke iz priključka u 10 bita memorije, drugim riječima, mikrokontroler prepoznaje glatko mijenjajući digitalni signal kao brojčanu vrijednost od 0 do 1024.

12-bitni ADC vidi isti signal, ali s većom točnošću - u obliku od 0 do 4096, što znači da će izmjerene vrijednosti ulaznog signala biti 4 puta preciznije. Da biste razumjeli odakle potiču 1024 i 4096, samo podignite 2 na snagu jednaku dubini ADC bita (2 do snage 10, za 10 bit, itd.)

Za kontrolu snage opterećenja, na raspolaganju su vam PWM kanali, na primjer, za podešavanje svjetline, temperature ili brzine motora. U istom 328 kontrolera ima ih 6.

Struktura mikrokontrolera AVR općenito je prikazana na dijagramu:

Svi su čvorovi potpisani, no neka imena možda i nisu tako očita. Pogledajmo njihovu naznaku.

• ALU - aritmetičko-logički uređaj. Potrebno za izvršavanje izračuna.

• Registri opće namjene (RON) - Registri koji mogu primati podatke i pohranjuju ih dok je mikrokontroler spojen na napajanje, brišu se nakon ponovnog pokretanja. Služe kao privremene ćelije za podatkovne operacije.

• prekida - nešto poput događaja koji se događa uslijed unutarnjih ili vanjskih utjecaja mikrokontrolera - preljev tajmera, vanjski prekid s igle MK itd.

• JTAG - sučelje za programiranje u krugu bez uklanjanja mikrokontrolera s ploče.

• Bljeskalica, RAM-a, EEPROM - vrste memorije - programi, privremeni radni podaci, dugotrajno spremanje neovisno o napajanju mikrokontrolera, prema redoslijedu u imenima.

• Tajmeri i brojila - najvažniji čvorovi u mikrokontroleru, u nekim modelima njihov broj može biti i do desetak. Oni su potrebni kako bi se izvijestili o broju mjera, odnosno vremenskim intervalima, a šalteri povećavaju vrijednost za bilo koji događaj. Njihov rad i njegov način ovise o programu, međutim, te se radnje izvode u hardveru, tj. paralelno s glavnim tekstom programa, oni mogu uzrokovati prekide (preljevom timera, kao opcija) u bilo kojoj fazi izvršavanja koda, u bilo kojem retku programa.

• A / D (analogni / digitalni) - ADC, već smo opisali njegovu svrhu.

• WatchDogTime (čuvar vremena) - RC oscilator neovisan od mikrokontrolera, pa čak i njegovog generatora takta, koji broji određeno vrijeme i stvara signal resetiranja MK ako je radio, te se budi ako je bio u stanju mirovanja (štednja energije). Njegov rad može se onemogućiti postavljanjem WDTE bita na 0.

Izlazi mikrokontrolera su prilično slabi, što znači da je struja kroz njih obično do 20-40 miliampera, što je dovoljno za osvjetljenje LED i LED indikatora. Za snažnije opterećenje potrebni su, na primjer, isti tranzistori, pojačala struje ili napona.

Što je potrebno za početak proučavanja mikrokontrolera?

Najprije morate kupiti sam mikrokontroler. Uloga prvog mikrokontrolera može biti bilo koji Attiny2313, Attiny85, Atmega328 i drugi. Bolje je odabrati model koji je opisan u lekcijama kojim ćete se baviti.

Sljedeće što vam treba je programer, Potreban je za preuzimanje firmvera u memoriju MK-a, smatra se najjeftinijim i najpopularnijim USBASP.

Malo skuplji, ali ne manje uobičajeni programer AVRISP MKII, što možete i sami - s obične ploče Težak

Druga mogućnost je da ih proključate USB UART adapter, što se obično radi na jednom od pretvarača: FT232RL, CH340, PL2303 i CP2102.

U nekim se slučajevima za takav pretvarač koriste AVR mikrokontroleri s USB hardverskom podrškom; nema previše takvih modela. Evo nekoliko:

• ATmega8U2;

• ATmega16U2;

• ATmega32U2.

Samo jedno "ali" - UART bootloader mora prvo biti umetnuto u memoriju mikrokontrolera. Naravno, za to vam još treba programer za AVR mikrokontrolere.

Zanimljivo: Bootloader - Ovo je normalan program za mikrokontroler, ali s neobičnim zadatkom - nakon pokretanja (spajanja na napajanje) očekuje se neko vrijeme da se u njega može učitati firmver. Prednost ove metode je u tome što možete flash bilo koji USB-UART adapter, a vrlo su jeftini. Nedostatak je taj što se firmveru treba dugo učitati.

Za posao UART (RS-232) sučelje u mikrokontrolerima AVR dodijelilo je čitav UDR registra (UART registar podataka), UCSRA (postavke RX, TX primopredajnika), UCSRB i UCSRS - skup registara koji su odgovorni za postavke sučelja u cjelini.

Kako mogu pisati programe?

Osim programera, za pisanje i preuzimanje programa potrebno vam je IDE - razvojno okruženje. Naravno možete kôd napisati u bilježnicu, proći kroz prevoditelje itd. Zašto je to potrebno kad postoje izvrsne gotove opcije. Možda je jedan od najmoćnijih IAR, ali to se plaća.

Službeni Atmel IDE je AVR Studio, koji je u verziji 6 preimenovan u Atmel studio. Podržava sve AVR mikrokontrolere (8, 32, xMega), automatski otkriva naredbe i pomaže pri ulasku, ističe ispravnu sintaksu i još mnogo toga.Uz njegovu pomoć možete bljesnuti MK.

Najčešći je C AVR, pa pronađite udžbenik na njemu, postoje na tone ruskog jezika, a jedna od njih je Khartov V.Ya. „AVR mikrokontroleri. Radionica za početnike. "

Najlakši način za učenje AVR-a

Kupite ili napravite sami Arduino ploča, Arduino projekt dizajniran je posebno u obrazovne svrhe. Ima desetak ploča raznih oblika i broja kontakata. Najvažnija stvar u arduinu je da kupujete ne samo mikrokontroler, već i cjelovitu ploču za uklanjanje pogrešaka, lemljenu na visokokvalitetnoj tekstilnoj ploči s tiskanim pločama, prekrivenu maskom i montiranim SMD komponentama.

Najčešći su Arduino Nano i Arduino UNO, koji su u osnovi identični, osim što je Nano oko 3 puta manji od Unoa.

Nekoliko činjenica:

• Arduino se može programirati na standardnom jeziku - "C AVR";

• vlastiti - ožičenje;

• standardno razvojno okruženje - Arduino IDE;

• da biste se povezali s računalom, samo trebate spojiti USB kabel na mikro-USB utičnicu na ploči Arduino nano, instalirati upravljačke programe (najvjerojatnije će se to dogoditi automatski, osim kada pretvarač na CH340, nisam imao upravljačke programe na Win 8.1, morao sam ga preuzeti, ali to Ne treba puno vremena.) Zatim možete prenijeti svoje "skice";

• "Skice" je naziv programa za arduino.

nalazi

Mikrokontroleri će vam biti od velike pomoći u vašoj amaterskoj radio praksi, koja će vam omogućiti da otkrijete svijet digitalne elektronike, dizajnirate vlastite mjerne instrumente i opremu za kućnu automatizaciju.