Kategorijas: Praktiskā elektronika, Mikrokontrolleru shēmas
Skatījumu skaits: 21376
Komentāri par rakstu: 0

AVR mikrokontrolleru veidi un izvietojums

 


AVR - Šis ir populārās mikrokontrolleru saimes nosaukums, ko uzņēmums ražo. Atmels. Papildus ABP ar šo zīmolu tiek izdoti mikrokontrolleri un citas arhitektūras, piemēram, ARM un i8051.


Kas ir AVR mikrokontrolleri?

Mikrokontrolleri AVR

Pastāv trīs veidu mikrokontrolleri:

  1. AVR 8 bitu.

  2. AVR 32 bitu.

  3. AVR xMega

Vairāk nekā desmit gadus vispopulārākais ir 8 bitu mikrokontrolleru saime. Daudzi šķiņķi no viņa sāka pētīt mikrokontrollerus. Gandrīz visi no viņiem iemācījās programmējamo kontrolieru pasauli, veicot vienkāršus amatus, piemēram, LED mirgojošās gaismas, termometrus, pulksteņus, kā arī vienkāršu automātiku, piemēram, kontrolējot apgaismojumu un sildīšanas ierīces.

Savukārt 8 bitu AVR mikrokontrolleri iedala divās populārās ģimenēs:

  • Attiny - Pēc nosaukuma ir skaidrs, ka jaunākiem (niecīgiem - jauniem, jauniem, jaunākiem) principā ir no 8 vai vairāk tapām. Viņu atmiņas apjoms un funkcionalitāte parasti ir pieticīgāka nekā šajā gadījumā;

  • Atmega - modernākiem mikrokontrolleriem ir vairāk atmiņas, piespraudes un dažādas funkcionālās vienības;

Mikrokontrolleri Attiny

Visspēcīgākais mikrokontrolleru apakšsaime ir xMega - šie mikrokontrolleri ir pieejami gadījumos, kad ir ļoti daudz spraudīšu - no 44 līdz 100. Tik daudz ir nepieciešams projektiem ar lielu skaitu sensoru un izpildmehānismu. Turklāt palielinātā atmiņas ietilpība un ātrums ļauj sasniegt augstu veiktspēju.

Mikrokontrolieris Atmega

Atkodēšana: Pin (ang. Pin - adata, pin) ir mikrokontrollera vai, kā saka, kājas izvade. Līdz ar to vārds "pinout" - t.i. informācija par katras kājas mērķi.


Kam domāti mikrokontrolleri un kam tie paredzēti?

Mikrokontrolleri tiek izmantoti gandrīz visur! Gandrīz katra ierīce 21. gadsimtā darbojas ar mikrokontrolleri: mērinstrumenti, instrumenti, sadzīves tehnika, pulksteņi, rotaļlietas, mūzikas kastes un pastkartes, kā arī vēl daudz vairāk; tikai uzskaitīšana prasīs vairākas lappuses teksta.

Izstrādātājs var izmantot analogo signālu no tā apakšas līdz mikrokontrollera ieejai un manipulēt ar datiem par tā vērtību. Šo darbu veic analogā-digitālā pārveidotājs (ADC). Šī funkcija ļauj lietotājam sazināties ar mikrokontrolleri, kā arī uztvert dažādus apkārtējās pasaules parametrus, izmantojot sensorus.

AVR mikrokontrolleris uz maizes dēļa

Parasti AVR mikrokontrolleros Atmega328kas 2017. gadā ir daudzu shēmu shēmu pamatā Arduinobet par viņiem vēlāk. Izmantots 8 kanāls ADCar mazliet dziļumu 10 bitu. Tas nozīmē, ka jūs varat nolasīt vērtību no 8 analogiem sensoriem. Un digitālie sensori ir savienoti ar digitālajām izejām, kas var būt acīmredzami. Tomēr digitālais signāls var būt tikai 1 (vienība) vai 0 (nulle), savukārt analogajam signālam var būt bezgalīgs vērtību skaits.

Digitālie un analogie signāli

Paskaidrojums:


Jauda Vai ir vērtība, kas raksturo analogās ieejas kvalitāti, precizitāti un jutīgumu. Tas neizklausās ļoti skaidri. Nedaudz prakses: 10 bitu ADC, ierakstiet analogo informāciju no ostas 10 bitu atmiņā, citiem vārdiem sakot, vienmērīgi mainīgu digitālo signālu mikrokontrollers atpazīst kā skaitlisku vērtību no 0 līdz 1024.

12 bitu ADC redz to pašu signālu, bet ar lielāku precizitāti - formā no 0 līdz 4096, kas nozīmē, ka ieejas signāla izmērītās vērtības būs 4 reizes precīzākas. Lai saprastu, no kurienes nāk 1024 un 4096, vienkārši palieliniet 2 līdz jaudai, kas vienāda ar ADC bitu dziļumu (2 līdz jaudai 10, 10 bitiem utt.)

Kravas jaudas kontrolei jūsu rīcībā ir PWM kanāli, kurus var izmantot, piemēram, spilgtuma, temperatūras vai motora ātruma pielāgošanai. Tajā pašā 328 kontrollerī ir 6 no tiem.

Kopumā AVR mikrokontrollera struktūra ir parādīta diagrammā:

Mikrokontrollera AVR struktūra

Visi mezgli ir parakstīti, taču daži nosaukumi tomēr var nebūt tik acīmredzami. Apskatīsim viņu notāciju.

  • ALU - aritmētiski loģiskā ierīce. Nepieciešams, lai veiktu aprēķinu.

  • Vispārējas nozīmes reģistri (RON) - Reģistrus, kas var saņemt datus un tos saglabāt, kamēr mikrokontrollers ir pievienots strāvai, pēc atkārtotas sāknēšanas izdzēš. Kalpo kā pagaidu šūnas datu operācijām.

  • Pārtraukumi - kaut kas līdzīgs notikumam, kas rodas iekšējas vai ārējas ietekmes dēļ uz mikrokontrolleri - taimera pārpilde, ārējs pārtraukums no kontakta MK, utt.

  • Jtag - interfeiss programmēšanai ķēdē, nenoņemot mikrokontrolleri no plates.

  • Flash, RAM, EEPROM - atmiņas veidi - programmas, pagaidu darba dati, ilgstoša glabāšana neatkarīgi no barošanas avota mikrokontrolleram, atbilstoši secībai nosaukumos.

  • Taimeri un skaitītāji - vissvarīgākie mikrokontrollera mezgli, dažos modeļos to skaits var būt līdz duci. Tie ir nepieciešami, lai ziņotu par pasākumu skaitu, attiecīgi, laika intervālu, un skaitītāji palielina to vērtību kādam no notikumiem. Viņu darbs un tā režīms ir atkarīgs no programmas, tomēr šīs darbības tiek veiktas aparatūrā, t.i. paralēli galvenajam programmas tekstam, tie var izraisīt traucējumus (pēc izvēles ar taimeri), jebkurā koda izpildes posmā, uz jebkuras tā līnijas.

  • A / D (analogā / digitālā) - ADC, mēs jau esam aprakstījuši tā mērķi.

  • WatchDogTime (sargsuņa taimeris) - no mikrokontrollera un pat no tā pulksteņa ģeneratora neatkarīgs RC oscilators, kas skaita noteiktu laika periodu un ģenerē MK atiestatīšanas signālu, ja tas strādāja, un pamostas, ja tas bija miega režīmā (enerģijas taupīšana). Tās darbību var atspējot, iestatot WDTE bitu uz 0.


Mikrokontrollera izejas ir diezgan vājas, tas nozīmē, ka caur tām strāva parasti ir līdz 20–40 milimetriem, kas ir pietiekami, lai apgaismotu LED un LED indikatorus. Jaudīgākai slodzei nepieciešami strāvas vai sprieguma pastiprinātāji, piemēram, tie paši tranzistori.


Kas jums nepieciešams, lai sāktu studēt mikrokontrolleri?

Vispirms jums jāiegādājas pats mikrokontrollers. Pirmā mikrokontrollera loma var būt jebkura Attiny2313, Attiny85, Atmega328 un citi. Labāk ir izvēlēties modeli, kas aprakstīts nodarbībās, kurās jūs iesaistīsities.

Attiny2313

Nākamā lieta, kas jums nepieciešama, ir programmētājs. Tas ir nepieciešams, lai lejupielādētu programmaparatūru MK atmiņā, to uzskata par lētāko un populārāko USBASP.

Programmētājs

Nedaudz dārgāks, bet ne mazāk izplatīts programmētājs AVRISP MKII, ko jūs varat darīt pats - no parastā dēļa Arduino

Programmētājs AVRISP MKII

Vēl viena iespēja ir mirgot caur tām USB UART adapteris, ko parasti veic ar vienu no pārveidotājiem: FT232RL, CH340, PL2303 un CP2102.

USB-UART adapteris

Dažos gadījumos šādam pārveidotājam tiek izmantoti AVR mikrokontrolleri ar USB aparatūras atbalstu; šādu modeļu nav pārāk daudz. Šeit ir daži:

  • ATmega8U2;

  • ATmega16U2;

  • ATmega32U2.

USB aparatūras bāzes AVR mikrokontrolleris

Tikai viens “bet” - vispirms UART sāknēšanas ielādētājs ir jāielādē mikrokontrollera atmiņā. Protams, šim nolūkam jums joprojām ir nepieciešams AVR mikrokontrolleru programmētājs.


Interesanti: Bootloader - Šī ir normāla programma mikrokontrolleram, taču ar neparastu uzdevumu - pēc tās palaišanas (pievienošana strāvai) kādu laiku sagaida, ka tajā var ielādēt programmaparatūru. Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka varat mirgot jebkuru USB-UART adapteri, un tie ir ļoti lēti. Trūkums ir tāds, ka programmaparatūras ielāde prasa ilgu laiku.

Par darbu UART (RS-232) interfeiss AVR mikrokontrolleros piešķīra visu reģistra UDR (UART datu reģistrs). UCSRA (RX, TX raiduztvērēja bitu iestatījumi), UCSRB un UCSRС - reģistru kopums, kas atbild par interfeisa iestatījumiem kopumā.


Kā es varu rakstīt programmas?

Papildus programmētājam programmas rakstīšanai un lejupielādēšanai nepieciešama IDE - izstrādes vide. Jūs, protams, varat rakstīt kodu piezīmju blokā, iziet cauri kompilatoriem utt. Kāpēc tas ir nepieciešams, ja ir lieliskas gatavas iespējas. Varbūt viens no visspēcīgākajiem ir IAR, bet tas tiek maksāts.

Oficiālā Atmel IDE ir AVR Studio, kas 6. versijā tika pārdēvēta par Atmel studio. Tas atbalsta visus AVR mikrokontrollerus (8, 32, xMega), automātiski atrod komandas un palīdz ievadīt, izceļ pareizo sintakse un daudz ko citu.Ar tās palīdzību jūs varat mirgot MK.

Visizplatītākais ir C AVR, tāpēc atrodiet apmācību par to, tur ir tonnas krievu valodas iespēju, un viena no tām ir Khartov V.Ya. “AVR mikrokontrolleri. Darbnīca iesācējiem. "

Mikrokontrolleru programmēšana

Vienkāršākais veids, kā iemācīties AVR

Pērciet vai dariet to pats Arduino dēlis. Arduino projekts ir izstrādāts īpaši izglītības vajadzībām. Tam ir desmitiem dēļu ar dažādu formu un kontaktu skaitu. Arduino vissvarīgākais ir tas, ka jūs pērkat ne tikai mikrokontrolleri, bet arī pilnvērtīgu atkļūdošanas paneli, kas pielodēts uz augstas kvalitātes tekstolīta iespiedshēmas plates, pārklāts ar masku un piestiprinātiem SMD komponentiem.

Visizplatītākie ir Arduino Nano un Arduino UNO, tie būtībā ir identiski, izņemot to, ka "Nano" ir apmēram 3 reizes mazāks nekā "Uno".

Arduino uno

Daži fakti:

  • Arduino var ieprogrammēt standarta valodā - “C AVR”;

  • viņa paša - elektroinstalācija;

  • standarta izstrādes vide - Arduino IDE;

  • lai izveidotu savienojumu ar datoru, jums vienkārši jāpievieno USB kabelis mikro-USB ligzdai Arduino nano plāksnē, jāinstalē draiveri (visticamāk, tas notiks automātiski, izņemot gadījumus, kad pārveidotājā uz CH340, man nebija draiveri uz Win 8.1, man tas bija jāielādē, bet tas tomēr Tas neņēma daudz laika.) Tad jūs varat augšupielādēt savas “skices”;

  • “Skices” ir arduino programmu nosaukums.

Eksperimenti ar Arduino UNO

Secinājumi

Mikrokontrolleri būs lielisks palīgs jūsu radioamatieru praksē, kas ļaus jums atklāt digitālās elektronikas pasauli, noformēt savus mērinstrumentus un mājas automatizācijas iekārtas.

Skatīt arī vietnē electrohomepro.com:

  • PIC mikrokontrolleri iesācējiem
  • Mikrokontrolleru programmēšana iesācējiem
  • Arduino savienošana un programmēšana iesācējiem
  • JavaScript programmējamie mikrokontrolleri: kuru izvēlēties, raksturojums
  • Kas ir mikrokontrolleri - mērķis, ierīce, programmatūra

  •