آشنایی با میکروکنترلرهای AVR و انواع آن ارسال دیدگاه

امروزه در دنیایی زندگی می‌کنیم که اکثر وسایل برقی و اسباب زندگی از جمله موبایل، تلویزیون، مایکروویو، چرخ خیاطی، اسباب بازی، وسایل مخابراتی، تجهیزات پزشکی و … از قطعه ای مهم به عنوان میکروکنترلر استفاده می‌کنند. میکروکنترلر در گذر زمان با پیشرفت روبرو شده اند و امروزه در بازار انواع میکروها از جمله AVR، PIC و ARM وجود دارند. اگر شما به دنبال تاریخچه ای از میکروکنترلرها هستید می‌توانید به صفحه آن مراجعه کنید. اما یکی از پرکاربردترین آنها، میکروکنترلر AVR است که بیش از 120 زیرمجموعه دارد. میکروکنترلر avr دارای ساختار RISC است و دستورات را در یک پالس ساعت انجام می‌دهد. در بین این مجموعه فرکانس کاری از 1 تا 66 مگاهرتز می‌باشد. به عنوان مثال محصولی با 16 مگاهرتز، 16 میلیون دستور را در ثانیه اجرا می‌کند.

مزایا و معایب میکروکنترلرهای AVR

همانطور که گفته شد بیش از 120 زیرمجموعه از خانواده avr در فرکانس کاری حداکثر تا 66 مگاهرتز کار می کنند. قدرت پردازش این میکروها متوسط است در حالی که میزان نویزپذیری بالایی دارند، لذا در صنایع کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محصولات به دلیل امکانات خوب و قیمت ارزان همچنین پشتیبانی از انواع پروتکل های ارتباطی گزینه مناسبی برای دانشجویان شده تا کارهای تحقیقاتی خود را از این طریق انجام دهند. بنابراین منابع یادگیری این محصول اعم از کلاس‌های آموزشی و کتب مختلف بسیار فراوان یافت می‌شود.

انواع میکروکنترلر AVR

میکرو avr دارای پروسسور 8 بیتی است که همه دستورات آن بر داده‌های هشت بیتی در یک پالس ساعت انجام می‌شود. این محصولات دارای انواع مختلف از 8 پایه با حافظه یک کیلو بایت، تا 100 پایه با حافظه 256 کیلو بایت و سایر امکانات سخت افزاری و نرم افزاری است. برنامه AVR را به کمک زبان C در محیط نرم افزار CodeVisionAVR می‌توان نوشت و کامپایل کرد. هر چند که در گذشته به کمک زبان اسمبلی نیز برنامه نویسی می‌شد. میکروهای AVR بر حسب مقدار حافظه برنامه Flash، تعداد پایه و … به سه خانواده زیر تقسیم می‌کنند.

• کوچک tiny
• متوسط MEGA
• بزرگ MEGA

میکرو AVR از چه بخش هایی تشکیل شده است؟

AVR از قسمت های مختلفی که ساختار اصولی میکروکنترلر را شامل می‌شود؛ تشکیل شده است. تمام این بخش‌ها همه در یک آی سی جمع شده و یک مدار مجتمع را تشکیل می‌دهند. هر یک از بخش می‌تواند کارایی مختلف داشته باشد و در کاربردهای خاص خود مورد استفاده قرار بگیرد. در ذیل به توضیح هر یک از بخش‌های میکرو می پردازیم:

CPU یا پروسسور

پروسسور قلب میکروکنترلر است. دستورات را از حافظه واکشی کرده و قسمت های مختلف میکرو را کنترل می‌کند.

حافظه برنامه Flash

دستوراتی که برنامه میکروکنترلر را تشکیل می‌دهند همگی در حافظه Flash ذخیره می‌شود.

حافظه داده SRAM

حافظه داده میکروکنترلر است که اطلاعات توسط cpu در آن ذخیره و یا از آن خوانده می‌شود.

اسیلاتور

دستورات باید در زمان مشخصی از حافظه واکشی و اجرا شوند، این زمان توسط فرکانس ساعت اسیلاتور تعیین می‌شود.

مدار Reset

مدار Reset در داخل میکروکنترلر AVR قرار دارد و در صورتی که مقدار ولتاژ منبع تغذیه از حد معینی کمتر شود این مدار، AVR را ریست می‌کند.

پورت های ورودی و خروجی

پورت محل دریافت و ارسال اطلاعات میکرو از داخل با خارج از آن است. میکروکنترلر avr می تواند یک، دو، سه و .. پورت ورودی خروجی هشت بیتی داشته باشد.

تایمرها

میکروهای AVR می‌توانند تا سه تایمر داشته باشند و از آنها به عنوان زمان سنج برای شمارش تعداد رخداد و یا برای کنترل موتور و سیستم‌های سویچینگ و … استفاده نمود.

تایمر Watchdog

اگر در یک سیستم به هر دلیلی مشکل و یا ایرادی وجود داشته باشد، تایمر watchdog می‌تواند میکرو را ریست نماید.

پورت های سری USART و SPI

با کمک این پورت ها می‌توان اطلاعات و دیتا را از کامپیوتر و سایر میکروکنترلرها به صورت سری ارسال و دریافت نمود.

مقایسه کننده آنالوگ

به کمک مقایسه کننده آنالوگ می‌توان دو سیگنال را با یکدیگر مقایسه کرد و متناسب با آن پروسسور عملیات لازم را انجام دهد.

مبدل آنالوگ به دیجیتال ADC

با کمک مبدل ADC می‌توان اطلاعات انواع سنسور را دریافت و آن را تبدیل به ده بیت دیجیتال نمود. پروسسور با توجه به این اطلاعات، عملیات لازم را انجام می‌دهد.

جمع بندی

در نهایت پس از بررسی میکروکنترلر avr، آن را با انواع دیگر میکروها در بازار مقایسه کرده و مزایا و معایب آن را گفتیم. از انواع و اقسام زیر مجموعه این خانواده نام بردیم و متوجه شدیم که می‌توان با دو زبان اسمبلی و یا c این میکرو را پروگرم کرد. همچنین با بخش‌های مختلف این میکرو آشنا شدیم و از هر قسمت از آن تعریفی ارائه کردیم. بعلاوه شما می‌توانید برای مشاهده میکروکنترلر avr و سایر قطعات الکترونیک به فروشگاه دنیا آی سی مراجعه نمایید.