Technologiczne, Gadżety, Telefony Komórkowe, Pobieranie Aplikacji!

Programowanie mikrokontrolera AVR Pełny przewodnik !

Mikrokontroler jest elektroniczny komponent z procesorem, portami wejściowymi i wyjściowymi, pamięcią RAM i ROM oraz innymi komponentami. Mikrokontrolery są zwykle projektowane do małych zastosowań; Stąd w odróżnieniu od mikroprocesorów (mikroprocesorów) najważniejsza jest prostota i niski pobór mocy. Jednym z powszechnych typów mikrokontrolerów jest tzw Mikrokontroler AVR. Następnie odpowiadamy czym jest mikrokontroler AVR i jakie ma cechy oraz zapoznajemy się z jego zastosowaniami w elektryce i elektronice. Na koniec przyjrzymy się bliżej wewnętrznym elementom mikrokontrolera i ich działaniu.

Jaka jest różnica między mikroprocesorem a mikrokontrolerem?

Dwie koncepcje mikroprocesora (mikroprocesora) i mikrokontrolera (mikrokontroler) są często mylone. Mikrokontrolery, choć mają wiele podobieństw do mikroprocesorów, mają także istotne różnice. Mikrokontrolery są zaawansowanym rodzajem mikroprocesorów.

Mikroprocesory to układy scalone, które mają tylko procesor. Oprócz procesora mikrokontrolery mają pamięć RAM i ROM, jednostki wejściowe i wyjściowe oraz kilka innych elementów wewnętrznych. Mikrokontrolery są czasami wywoływane przez minikomputery lub komputery jednoukładowe. Ale czy to oznacza, że ​​mikrokontroler to inna nazwa komputera?

Inhaltsverzeichnis

Jaka jest różnica między komputerem a mikrokontrolerem AVR?

Komputer jest przeznaczony do wykonywania wielu ogólnych zadań na jednym urządzeniu; Może na przykład wykonywać obliczenia matematyczne, przechowywać informacje lub uzyskiwać dostęp do Internetu. Z drugiej strony mikrokontrolery są zaprojektowane do wykonywania tylko jednego polecenia; Na przykład włącz klimatyzator, gdy temperatura jest za wysoka i wyłącz go, gdy temperatura jest za niska.

Procesory komputerowe są co najmniej 32-bitowe; przetwarzają dane w partiach składających się z 32 lub więcej cyfr. Ale mikrokontroler AVR jest znacznie prostszy i zwykle przetwarza dane w ośmiu bitach. Oczywiście istnieją nowsze mikrokontrolery AVR, które są 16-bitowe lub 32-bitowe.

Ponieważ jeśli nie zainstalujesz programów na swoim komputerze, komputer będzie bezużyteczny, więc programy mikrokontrolera AVR również muszą zostać zainstalowane. Program ten można zapisać w pamięci wewnętrznej odbiornika AVR. Można załadować na niego programy AVR za pomocą urządzenia zwanego programatorem. W dalszej części artykułu poznamy metody programowania mikrokontrolerów AVR.

Co to jest mikrokontroler AVR, elektronika i elektronika

Co to jest mikrokontroler AVR? AVR to rodzaj mikrokontrolera produkowanego przez firmę Atmel. Mikrokontroler AVR był jednym z pierwszych mikrokontrolerów wykorzystujących wewnętrzną pamięć flash do przechowywania aplikacji; W przeciwieństwie do jednorazowych programowalnych pamięci ROM, pamięci EPROM i EEPROM były wówczas używane w innych mikrokontrolerach.

Historia mikrokontrolera AVR

Mikrokontroler AVR to urządzenie elektroniczne, które po raz pierwszy zostało wprowadzone na rynek w 1996 roku. Alf-Egil Bogen i Vegard Wollan zaprojektowali architekturę mikrokontrolera AVR. Ponadto mikrokontroler AVR został nazwany na cześć jego projektantów, A jeśli-Egil Bogen Vuważaj na Wollana R ISC, znany również jako Zaawansowany Wirtualny R ISC. AT90S8515 był pierwszym mikrokontrolerem opartym na konstrukcji AVR; Jednak do czasu wprowadzenia mikrokontrolera AT90S1200 w 1997 roku, mikrokontroler AVR nie był jeszcze znany.

Dlaczego warto wybrać mikrokontroler AVR?

Istnieją różne typy mikrokontrolerów. Inżynierowie elektrycy są świadomi funkcji każdego mikrokontrolera i wykorzystują je w różnych zastosowaniach. Ale niektóre przykłady najpopularniejszych mikrokontrolerów to mikrokontrolery AVR, PIC i 8051. Ale jaka jest szczególna cecha mikrokontrolera AVR?

Porównanie AVR z PIC – Różnica AVR z 8051

Główną cechą mikrokontrolera AVR jest jego duża prędkość. Mikrokontroler AVR wykonuje wiele poleceń z dużą szybkością w każdym cyklu wykonawczym. AVR jest około cztery razy szybszy niż mikrokontroler PIC, zużywa mniej energii i może pracować w różnych trybach magazynowania energii.

Objaśnienie: Architektura obliczeniowa RISC, czyli zredukowany zestaw instrukcji, to konstrukcja procesora, która zwiększa wydajność i szybkość wykonywania poprzez uproszczenie poleceń. Natomiast CISC, czyli Computing ze złożonym zestawem instrukcji, oznacza złożony zestaw poleceń.

Kluczowe cechy elektronicznego mikrokontrolera elektrycznego AVR

Dlatego za główne cechy mikrokontrolera AVR można uznać:

  • Wysoka prędkość
  • Doskonała wydajność
  • Wysoka pamięć
  • Niskie zużycie energii
  • Zoptymalizowany
  • niska cena
  • Architektura RISC

Jakie są kategorie mikrokontrolerów AVR?

Mikrokontrolery VAVR dzielą się na trzy kategorie w zależności od ich cech strukturalnych:

  • MałyAVR – ma mniej pamięci i mniejszy rozmiar i nadaje się do prostszych zastosowań.
  • MegaAVR – Mega mikrokontroler to najpopularniejszy typ AVR. Ma stosunkowo dobrą pamięć (do 256 KB) i więcej urządzeń peryferyjnych i nadaje się do średnich i złożonych zastosowań.
  • XmegaAVR – Używane do złożonych aplikacji, które wymagają większej ilości pamięci i wyższych prędkości.

Rodzina mikrokontrolerów MegaAVR

Niektóre z najczęściej używanych mikrokontrolerów pochodzą z rodziny Mega:

  • Mikrokontroler ATmega8
  • Mikrokontroler ATmega16
  • Mikrokontroler ATmega32
  • Mikrokontroler ATmega328

Poniższa tabela przedstawia porównanie specyfikacji tego typu mikrokontrolerów:

Jak zarejestrować mikrokontroler AVR

Na mikrokontrolerze ATmega16 litery AT odnoszą się do producenta mikrokontrolera AVR, firmy Atmel. Mega to typ AVR, a 16 oznacza ilość pamięci, 16 KB.

Jakie jest zastosowanie mikrokontrolera AVR w elektryce i elektronice?

Mikrokontrolery są przydatne w wielu urządzeniach elektrycznych i elektronicznych sterowanych automatycznie. Na przykład systemy sterowania silnikiem samochodowym, urządzenia medyczne, piloty i wiele urządzeń gospodarstwa domowego, takich jak drukarki, pralki, kuchenki mikrofalowe, zabawki itp.

Mikrokontroler AVR jest również przydatny w wielu zastosowaniach, takich jak Internet rzeczy i inteligentne domy, ekrany dotykowe, samochody itp. Poniżej zapoznamy się z niektórymi funkcjami i zastosowaniami każdego mikrokontrolera MegaAVR.

Mikrokontroler ATmega8

Funkcje mikrokontrolera ATmega8

  • 28 pinów
  • Jeden kilobajt wewnętrznej pamięci RAM
  • Osiem KB pamięci flash
  • Dwa przerwania zewnętrzne

Zastosowania mikrokontrolera ATmega8

  • Zastosowanie w projektach elektrycznych i elektronicznych
  • Napisz tekst za pomocą matryc LED
  • Zmierz natężenie światła za pomocą LDR
  • Dzwonki alarmowe

Wykonanie zegara z wykorzystaniem matryc LED i mikrokontrolera AVR

Mikrokontroler ATmega16

Funkcje mikrokontrolera ATmega16

  • 40 pinów
  • Jeden kilobajt wewnętrznej pamięci RAM
  • Osiem KB pamięci flash
  • Szybkość miliona poleceń na sekundę
  • Różne sposoby magazynowania energii

Zastosowania mikrokontrolera ATmega16

  • Systemy inteligentnego domu
  • Wyposażenie medyczne
  • Systemy wbudowane
  • Projekty elektryczne i elektroniczne
  • Automatyka samochodowa i przemysłowa
  • Urządzenia do kontroli temperatury i ciśnienia

Mikrokontroler ATmega16

Mikrokontroler ATmega32

Funkcje mikrokontrolera ATmega32

  • 44 piny
  • Dwa KB wewnętrznej pamięci RAM
  • 32KB pamięci flash
  • Szybkość 16 milionów poleceń na sekundę

Zastosowania mikrokontrolera ATmega32

  • Urządzenia do kontroli temperatury i ciśnienia
  • Pomiar sygnałów analogowych
  • Ukryte systemy, takie jak ekspresy do kawy lub telefony komórkowe
  • Układy sterowania silnikiem
  • Przetwarzanie sygnału cyfrowego

Mikrokontroler ATmega328

Funkcje mikrokontrolera ATmega328

  • 28 lub 32 piny
  • Dwa KB wewnętrznej pamięci RAM
  • 32KB pamięci flash
  • Szybkość 20 milionów poleceń na sekundę

Zastosowania mikrokontrolera ATmega328

  • Użyj przy tworzeniu Arduino
  • robotyczny
  • Systemy sterowania i zarządzania energią

Zastosowanie mikrokontrolera AVR w Arduino

Jaki jest język programowania AVR?

Jaki jest język programowania AVR? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy najpierw wiedzieć, czym jest program. Program to zestaw prostych poleceń, które odbierają dane i je zmieniają. W większości zastosowań, gdy używany jest mikrokontroler AVR, np. w pralce, dane są odbierane, odczytywane są ich wartości i na ich podstawie podejmowane są działania. Czasami, aby np. wyświetlić dane na ekranie LCD, konieczna jest zmiana danych i przesłanie ich do innego urządzenia.

Assembly, najbardziej podstawowy język programowania AVR

Aby wykonać te instrukcje, muszą być zapisane w prostym kodzie binarnym. Każde z tych poleceń binarnych ma odpowiednik w języku asemblera, bliższym naszemu językowi. Najbardziej podstawowym sposobem pisania programów mikrokontrolera AVR jest pisanie poleceń asemblera; Możliwe jest jednak pisanie kodu w języku binarnym, ale w popularnych aplikacjach nie ma to sensu.

Używanie języka asemblera pomaga nam lepiej zrozumieć strukturę mikrokontrolera AVR i sposób działania jego różnych komponentów. Ponadto kody te będą krótkie i szybkie. Ale wadą jest to, że jako programista musisz robić wszystko. Należą do nich zarządzanie pamięcią i struktura programu, co może być bardzo uciążliwe.

Jaki jest najpopularniejszy język programowania mikrokontrolerów AVR?

Aby uniknąć tego problemu, programiści używają języków programowania wysokiego poziomu do tworzenia programów AVR. Niektóre z najpopularniejszych języków programowania AVR to C, Java i Basic. Wysoki poziom oznacza, że ​​w językach takich jak C każda linia kodu jest tłumaczona na wiele linii kodu asemblera.

Ponadto, ponieważ sam kompilator zarządza pamięcią i strukturą programu, zadanie programisty staje się łatwiejsze. Typowe i często używane polecenia są również łatwo dostępne w bibliotekach tych języków.

Przyjrzyj się bliżej mikrokontrolerowi AVR dla elektroniki i elektroniki.

W rodzinie AVR istnieje wiele mikrokontrolerów, a każdy z nich jest używany w elektryce i elektronice do określonych zastosowań. Tutaj przyjrzymy się bliżej mikrokontrolerowi ATmega16. Mikrokontroler ATmega16 posiada 1 KB pamięci RAM i 40 pinów zapewniający prędkość miliona poleceń na sekundę. Niektóre z jego funkcji to:

  • 32 piny wejściowe/wyjściowe
  • Jeden kilobajt pamięci EEPROM do przechowywania danych
  • Timer 16-bitowy i timer ośmiobitowy
  • Analogowy do cyfrowego konwertera

Elementy wewnętrzne mikrokontrolera ATmega16

W tej sekcji przyjrzymy się każdej wewnętrznej części mikrokontrolera ATmega16.

Porty wejściowe/wyjściowe: ATmega16 ma cztery typy (PORT A, PORT B, PORT C i PORT D) ośmiobitowych portów wejścia/wyjścia.

Wewnętrzny oscylator: Mikrokontroler ATmega16 posiada wewnętrzny oscylator 1 MHz do regulacji wewnętrznego zegara. Maksymalna częstotliwość tego oscylatora wynosi osiem MHz. Możliwe jest także podłączenie mikrokontrolera ATmega16 do zewnętrznego oscylatora i zwiększenie jego częstotliwości do 16 MHz.

Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC): Mikrokontroler ATmega16 posiada osiem kanałów 10-bitowej konwersji analogowo-cyfrowej. Przetwornik ADC odczytuje sygnały analogowe z urządzeń takich jak czujniki i przetwarza je na informacje cyfrowe zrozumiałe dla mikrokontrolera.

Przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC): Mikrokontroler ATmega16 posiada przetwornik cyfrowo-analogowy, który działa odwrotnie niż ADC.

Timer / licznik: Mikrokontroler ATmega16 posiada dwa timery / timer ośmiobitowy i 16-bitowy timer / licznik. Liczniki czasu są przydatne do zadań takich jak oddzielanie dwóch poleceń.

Zegar Watchdog: Zegar Watchdog jest znajduje się obok wewnętrznego oscylatora. Zegar ten stale monitoruje mikrokontroler i jeśli mikrokontroler dostanie się do części kodu na dłużej niż pewien okres, resetuje mikrokontroler AVR.

Przerywać: Przerwanie w mikrokontrolerze AVR jest jednym z najbardziej użytecznych i praktycznych jednostek. Jeśli warunek polecenia w polu przerwania jest prawdziwy podczas działania programu, procesor przestaje wykonywać polecenia programu i wznawia wykonywanie poleceń przerwania. Mikrokontroler ATmega16 ma 21 przerwań, z czego cztery są zewnętrzne.

USART: Protokół USART to protokół komunikacyjny nadajnik-odbiornik, który umożliwia przesyłanie informacji pomiędzy mikrokontrolerem AVR a innymi systemami.

SPI: SPI lub szeregowy interfejs peryferyjny wymienia informacje między dwoma urządzeniami z tym samym źródłem zegara. Szybkość przesyłania danych SPI jest wyższa niż USART.

Dostawca usług internetowych: W mikrokontrolerze AVR ISP można załadować do programu za pomocą programatora bez konieczności wyjmowania mikrokontrolera z układu.

Pamięć: ATmega16 ma trzy różne typy pamięci.

  1. Pamięć flash: EEPROM flash lub pamięć flash przechowuje dane i można je łatwo usunąć elektrycznie. Pamięć ta przechowuje informacje również bez połączenia elektrycznego. Mikrokontroler ATmega16 posiada 16 KB pamięci flash EEPROM.
  2. Bajtowa adresowalna pamięć EEPROM: Pamięć ta, podobnie jak pamięć flash, przechowuje informacje bez połączenia elektrycznego. ATmega16 posiada 512 bajtów tego typu pamięci.
  3. SRAM: SRAM, czyli pamięć stała, to pamięć, która jest usuwana w przypadku awarii zasilania. Mikrokontroler ATmega16 ma wewnętrzny kilobajt pamięci SRAM używany przez procesor i niektóre inne elementy mikrokontrolera.

Podstawy ATmega16

Oto kilka ważnych podstaw mikrokontrolera ATmega16:

VCC: Cyfrowe napięcie zasilania

GND: Ziemia

PORTA (PA0… PA7): Piny PORT A mogą być wejściami analogowymi. Jeśli przetwornik analogowo-cyfrowy nie jest przydatny, pełni on również funkcję ośmiobitowego portu wejścia/wyjścia.

PORT B, PORT C i PORT D: Te piny działają jak ośmiobitowe porty we/wy.

Resetowanie: Jest to podstawa do wykonania resetu sprzętowego. Jeśli podstawa jest uziemiona, mikrokontroler resetuje się.

XTAL1 i XTAL2: Są to podstawy do podłączenia zewnętrznego oscylatora kwarcowego. Mikrokontroler ATmega16 może pracować z częstotliwością do 16 MHz, jeśli przydatny jest zewnętrzny kryształ.

Piny 30 do 32: Podłączamy te piny do naszego napięcia odniesienia, jeśli zamierzamy zastosować przetwornik analogowo-cyfrowy.

Pobierz zerowe motywy WordPressPobierz zerowe motywy WordPressPobierz motywy WordPressPobieranie premium motywów WordPressudemy do pobrania za darmopobierz oprogramowanie intexPobierz zerowe motywy WordPressdarmowy kurs on-line