انواع میکروکنترلر های avr - میکرو کنترلر Atmega32 و ATmega8

انواع میکرو کنترلر های avr

Atmega32

میکروکنترلرهای AVR براساس معماری پیشرفته RISC ساخته شده اند. ATmega32 یک میکروکنترلر 8 بیتی CMOS کم مصرف است که بر اساس معماری RISC تقویت شده AVR ساخته شده است. اگر فرکانس چرخه 1 مگاهرتز باشد ، AVR می تواند 1 میلیون دستور در ثانیه اجرا کند.

ویژگی های کلیدی

• 32 8 8 ثبت نام کار عمومی.
• 32K بایت حافظه برنامه فلش قابل برنامه ریزی در سیستم
• 2K بایت SRAM داخلی
• 1024 بایت EEPROM
• در 40 پین DIP ، 44 سرب QTFP ، 44 پد QFN / MLF موجود است
• 32 خط ورودی / خروجی قابل برنامه ریزی
• 8 کانال ، 10 بیتی ADC
• دو تایمر / شمارنده 8 بیتی با پیش فروش جداگانه و حالت های مقایسه را انجام دهید
• یک تایمر / شمارنده 16 بیتی با پیش فروش جداگانه ، مقایسه حالت و حالت ضبط.
• 4 کانال PWM
• در برنامه نویسی سیستم توسط برنامه راه اندازی روی تراشه
• تایمر سگ دیده بان قابل برنامه ریزی با نوسان ساز جداگانه روی تراشه.
• سریال قابل برنامه ریزی USART
• رابط سریال master / slave SPI

ویژگی های ویژه میکروکنترلر

• شش حالت خواب: در حالت آماده به کار ، کاهش نویز ADC ، صرفه جویی در مصرف برق ، پایین آمدن ، آماده به کار و آماده به کار طولانی تر.
• اسیلاتور کالیبره شده داخلی
• منابع قطع داخلی و خارجی
• روشن کردن تنظیم مجدد و قابلیت تشخیص برنامه ریزی قهوه ای.

همه 32 رجیستر مستقیماً به واحد منطق حساب (ALU) متصل هستند و به این ترتیب به دو رجیستر مستقل در یک دستورالعمل مجزا که در یک چرخه ساعت قابل دسترسی هستند ، دسترسی دارند.

خاموش کردن باعث صرفه جویی در محتویات ثبت می شود اما اسیلاتور را مسدود می کند. تمام عملکردهای دیگر تراشه تا زمان ایجاد وقفه خارجی بعدی غیرفعال خواهد شد. تایمر ناهمزمان به کاربر اجازه می دهد تا تایمر مبتنی بر حالت صرفه جویی در مصرف برق را در زمان خواب بقیه دستگاه حفظ کند.

حالت کاهش نویز ADC پردازنده و تمام ماژول های ورودی / خروجی به جز ADC و تایمر ناهمزمان را متوقف می کند. در حالت آماده به کار ، به جز اسیلاتور بلوری ، بقیه دستگاه در حالت خوابیده است. هم نوسانگر اصلی و هم تایمر ناهمزمان در حالت آماده به کار طولانی ادامه می دهند.

ATmega32 به دلیل وجود فلش قابل برنامه ریزی در سیستم خود بر روی تراشه یکپارچه ، میکروکنترلر قدرتمندی است و یک راه حل انعطاف پذیر و مقرون به صرفه برای بسیاری از برنامه های کنترل تعبیه شده فراهم می کند.

توضیحات پین:

VCC: منبع تغذیه ولتاژ دیجیتال

GND: زمین

پورت A (PA7-PA0): این پورت به عنوان ورودی های آنالوگ به مبدل A / D عمل می کند. همچنین اگر مبدل A / D استفاده نشود ، به عنوان یک درگاه ورودی / خروجی دو طرفه 8 بیتی عمل می کند.

Port B (PB7-PB0) & Port D (PD7-PD0): این یک درگاه ورودی / خروجی دو جهته 8 بیتی است. بافرهای خروجی آن دارای ویژگی درایو متقارن با قابلیت غرق شدن بالا و همچنین منبع هستند. به عنوان ورودی ، در صورت فعال شدن مقاومتهای کششی ، اینها بسیار کم می شوند. همچنین از ویژگی های عملکردی مختلف ATmega32 بهره می برد.

پورت C (PC7-PC0): یک درگاه ورودی / خروجی دو جهته 8 بیتی است. اگر رابط JTAG فعال باشد ، مقاومت های کششی روی پین های PC5 (TDI) ، PC3 (TMS) و PC2 (TCK) فعال می شوند.

بازنشانی: ورودی است.

XTAL1: ورودی به تقویت کننده اسیلاتور معکوس و ورودی به مدار کارکرد ساعت داخلی است.

XTAL2: این یک خروجی از تقویت کننده اسیلاتور معکوس است.

AVCC: این پین ولتاژ تغذیه برای مبدل های پورت A و A / D است. باید به VCC متصل شود.

AREF: AREF پین مرجع آنالوگ برای مبدل A / D است.

 سیستم برنامه ریزی حافظه برنامه Flash:

ATmega32 شامل 32Kbytes بر روی تراشه در حافظه فلش قابل برنامه ریزی مجدد سیستم برای ذخیره سازی برنامه است. Flash به صورت 16k X 16 سازماندهی شده و حافظه آن به دو بخش بخش برنامه Boot و بخش برنامه کاربردی تقسیم می شود.

حافظه داده SRAM

پرونده ثبت ، حافظه ورودی / خروجی و SRAM داده داخلی با 2144 مکان حافظه داده پایین آدرس داده می شوند. 96 مکان اول آدرس پرونده ثبت و حافظه I / O را می دهند و داده های داخلی SRAM توسط 2048 مکان بعدی آدرس داده می شود. مستقیم ، غیرمستقیم با جابجایی ، غیرمستقیم ، غیرمستقیم با پیش کاهش و در مستقیم با پس کاهش ، 5 حالت مختلف آدرس دهی برای پوشش حافظه داده است. با استفاده از این حالت های آدرس دهی 32 ثبت کننده عمومی ، 64 ثبت کننده ورودی / خروجی و 2048 بایت داده داخلی SRAM قابل دسترسی هستند.

حافظه داده EEPROM:

این شامل 1024 بایت حافظه EEPROM داده است. به عنوان یک فضای داده جداگانه که در آن می توان بایت های واحد را خواند و نوشت ، می توان به آن دسترسی داشت.

حافظه ورودی / خروجی:

تمام I / Os و وسایل جانبی در فضای I / O قرار می گیرند. با استفاده از دستورالعمل های IN و OUT به مکان های ورودی / خروجی دسترسی پیدا می کنید ، داده ها را بین 32 ثبات عمومی و فضای ورودی / خروجی منتقل می کنید. ثبت نام های ورودی و خروجی با آدرس 00-1F با استفاده از دستورالعمل های SBI و CBI مستقیماً در دسترس هستند.

ATmega8

مقدمه

این یک میکروکنترلر ساخته شده با 8 بیت CMOS از خانواده AVR (توسط شرکت Atmel در سال 1996 ساخته شده است) و بر اساس معماری RSIC (Reduced Instruction Set Computer) ساخته شده است. مزیت اصلی آن این است که فاقد هرگونه باتری است و نتیجه هر عملیاتی می تواند در هر ثابتی که توسط دستورالعمل تعریف شده است ، ذخیره شود

معماری

حافظه

از 8 کیلوبایت حافظه فلش ، 1 کیلوبایت SRAM و 512 بایت EEPROM تشکیل شده است. فلش 8K به 2 قسمت تقسیم می شود - قسمت پایین که به عنوان بخش فلاش بوت استفاده می شود و قسمت بالایی به عنوان بخش فلش برنامه استفاده می شود. SRAM شامل 1K بایت همراه با 1120 بایت رجیستر با هدف عمومی و رجیسترهای I / O است. 32 مکان آدرس پایین برای 32 ثبات ثبت 8 بیتی استفاده می شود. 64 آدرس بعدی برای رجیسترهای ورودی / خروجی استفاده می شود. همه ثبت ها مستقیماً به ALU متصل می شوند. EEPROM برای ذخیره داده های تعریف شده توسط کاربر استفاده می شود.

پورت های ورودی / خروجی

این شامل 23 خط ورودی / خروجی با 3 پورت ورودی / خروجی به نام های B ، C و D. بندر B شامل 8 خط ورودی / خروجی ، بندر C شامل 7 خط ورودی / خروجی و بندر D شامل 8 خط ورودی / خروجی است خطوط

ثبت های مربوط به هر پورت X (B ، C یا D) عبارتند از:

DDRX : ثبت جهت جهت داده Port X

PORTX : ثبت داده Port X

PINX : ثبت ورودی Port X

تایمر و شمارنده

این شامل 3 تایمر با حالت های قابل مقایسه است. دو تا از آنها 8 بیتی هستند در حالی که سومین آنها 16 بیتی هستند.

اسیلاتورها

این شامل تنظیم مجدد داخلی و نوسان ساز است که امکان از بین بردن نیاز به هر ورودی خارجی را فراهم می کند. اسیلاتور داخلی RC قادر به تولید ساعت داخلی است که می تواند در هر فرکانس 1 مگاهرتز ، 2 مگاهرتز ، 4 مگاهرتز یا 8 مگاهرتز به صورت برنامه ریزی شده کار کند. همچنین از اسیلاتور خارجی با حداکثر فرکانس 16 مگاهرتز پشتیبانی می کند.

ارتباطات

این برنامه هم از طریق USART (فرستنده گیرنده همزمان و همگام) ، یعنی ارتباط با مودم ها و سایر دستگاه های سریال ، برنامه های همزمان انتقال همزمان و همزمان را فراهم می کند. همچنین از SPI (Serial Peripheral Interface) که برای ارتباط بین دستگاهها بر اساس روش master-slave استفاده می شود پشتیبانی می کند. نوع دیگری از ارتباط پشتیبانی شده TWI (رابط دو سیمه) است. با استفاده از 2 سیم بهمراه اتصال زمین مشترک امکان جابجایی بین هر دو دستگاه را فراهم می کند.

این دستگاه همچنین دارای یک ماژول مقایسه کننده است که برای ایجاد مقایسه بین دو ولتاژ متصل به دو ورودی مقایسه کننده آنالوگ از طریق تراشه های خارجی ، در تراشه یکپارچه شده است.

همچنین شامل یک ADC 6 کاناله است که 4 کانال آن دارای 10 بیت و 2 باره دارای 8 بیت دقت هستند.

Status Register : شامل اطلاعاتی درباره مجموعه دستورالعملهای حسابی موجود است.

نمودار پین ATmega :

یکی از ویژگی های مهم ATmega8 این است که به جز 5 پایه ، سایر پایه ها از دو سیگنال پشتیبانی می کنند.

• پایه های 23،24،25،26،27،28 و 1 برای پورت C استفاده می شود ، در حالی که پایه های 9،10،14،15،16،17،18،19 برای پورت B و پایه های 2،3،4 ، 5،6،11،12 برای بندر D استفاده می شود.
• پین 1 نیز پین تنظیم مجدد است و با استفاده از یک سیگنال سطح پایین برای مدت زمان طولانی تر از حداقل طول پالس ، یک تنظیم مجدد ایجاد می شود.
• پین های 2 و 3 همچنین برای ارتباط سریال برای USART استفاده می شود.
• پین های 4 و 5 به عنوان وقفه های خارجی استفاده می شوند. هنگامی که بیت پرچم وقفه تنظیم شود ، یکی از آنها فعال می شود و تا زمانی که شرط وقفه وجود داشته باشد ، دیگری تحریک می شود.
• پایه های 9 و 10 به عنوان اسیلاتور خارجی و همچنین اسیلاتورهای شمارنده تایمر که بلور مستقیماً بین پایه ها متصل است استفاده می شود. پایه 10 برای نوسان ساز بلوری یا نوسان ساز بلور فرکانس پایین استفاده می شود. اگر از اسیلاتور کالیبره شده داخلی RC به عنوان منبع ساعت استفاده شده و تایمر ناهمزمان فعال باشد ، می توان از این پین ها به عنوان پین های اسیلاتور تایمر استفاده کرد.
• پین 19 به عنوان خروجی Master Clock ، ورودی ساعت برده برای کانال SPI استفاده می شود.
• پایه 18 به عنوان ورودی ساعت اصلی ، خروجی ساعت برده استفاده می شود.
• پین 17 به عنوان خروجی داده اصلی ، ورودی داده برده برای کانال SPI استفاده می شود. وقتی توسط برده فعال شود به عنوان ورودی استفاده می شود و وقتی توسط استاد فعال شود دو طرفه است. این پین همچنین می تواند به عنوان یک خروجی مقایسه مطابقت خروجی ، که به عنوان یک خروجی خارجی برای تایمر / شمارنده مقایسه مطابقت استفاده می شود.
• از Pin16 به عنوان ورودی انتخاب برده استفاده می شود. با پیکربندی پین PB2 به عنوان یک خروجی ، می توان از آن به عنوان تایمر / شمارنده 1 مقایسه بازی نیز استفاده کرد.
• Pin15 را می توان به عنوان یک خروجی خارجی برای تایمر / شمارنده مقایسه کرد.
• پین های 23 تا 28 برای کانال های ADC استفاده می شود. از پین 27 همچنین می توان به عنوان ساعت رابط سریال و از پین 28 به عنوان داده رابط سریال استفاده کرد
• پایه های 13 و 12 به عنوان ورودی Analog Comparator استفاده می شود.
• پایه های 11 و 6 به عنوان منابع تایمر / شمارنده استفاده می شوند.

 حالت خواب میکروکنترلر

میکروکنترلر در 6 حالت خواب کار می کند.

• حالت آماده به کار: عملکرد پردازنده را متوقف می کند ، اما اجازه می دهد تا SPI ، USART ، ADC ، TWI ، Timer / Counter و Watchdog و سیستم وقفه ایجاد شود. این با صفر قرار دادن SM0 بر بیت SM2 از پرچم ثبت نام MCU به صفر می رسد.
• ADC Noise Reduction Mode : این پردازنده را متوقف می کند اما عملکرد ADC ، وقفه های خارجی ، timer / counter2 و watchdog را امکان پذیر می کند.
• حالت خاموش کردن : در هنگام غیر فعال کردن نوسان ساز خارجی ، وقفه های خارجی ، رابط سریال 2 سیمه را قادر می سازد. همه ساعتهای تولید شده را متوقف می کند.
• حالت صرفه جویی در مصرف برق : هنگامی که تایمر / شمارنده به صورت غیرهمزمان کلاک می شود ، استفاده می شود. همه ساعتها را به جز clk متوقف می کند _{ASY .}

• حالت Stand By : در این حالت ، اسیلاتور مجاز به کار است و تمام عملیات دیگر را متوقف می کند.

برنامه های درگیر Atmega8

چشمک زن LED

این برنامه با استفاده از زبان C نوشته شده و ابتدا به صورت فایل .c کامپایل می شود. ابزار نرم افزاری ATMEL این پرونده را به یک فایل شی باینری ELF تبدیل می کند. سپس دوباره به پرونده hex تبدیل می شود. سپس پرونده hex با استفاده از برنامه AVR dude به میکروکنترلر منتقل می شود.