میکروکنترلر AVR

این مقاله شما را با نحوه شروع به کار با میکروکنترلر AVR آشنا خواهد کرد. . اینکه ویژگی های اصلی میکروکنترلرAVR و معماری میکروکنترلر AVR چیست؟ همچنین شما در مورد استراتژی برنامه نویسی میکروکنترلر AVR خواهید آموخت.

میکروکنترلر AVR چیست

میکروکنترلر AVR یک مینی کامپیوتر نسخه پیشرفته است که در یک تراشه کوچک مجتمع شده است و دارای یک پردازنده، حافظه و لوازم جانبی ورودی / خروجی قابل برنامه ریزی است. عملکرد اصلی میکروکنترلر AVR به  این صورت است که یک کنترل دیجیتالی بر روی هر نوع سیستم (الکتریکی، مکانیکی یا خودروی)، دستگاه های مختلف، کارخانه های صنعتی و بسیاری از لوازم و ابزار الکترونیکی انجام می دهد. میکروکنترلر AVR اولین حافظه فلش تراشه است که به صورت تراشه های یکپارچه 8 بیتی، 16 بیتی و 32 بیتی می باشد.

تاریخچه میکروکنترلر AVR

پس از میکروکنترلرهای PIC، میکروکنترلر AVR که میکروکنترلر پیشرفته و پیچیده ای می باشد، توسط شرکت  ATMEL در سال 1996 ساخته شد، معماری آن ابتدا به وسیله ی دو  دانش آموز به نام های Alf-Egil Bogen و Vegard Wollan در موسسه تکنولوژی نروژی طرح ریزی شد و به همین دلیل است که اصطلاح AVR به صورت مخفف از نام های Wollan’s RICS و  Alf-Egil Bogen گرفته شده است.

میکروکنترلر های AVR به گروه های زیر تقسیم می شوند:

1. Classic AVR (AT90SXXXX)
2. Tiny AVR (ATtinyXXXX)
3. Mega AVR (ATmegaXXXX)
4. Xmega AVR (ATXmegaXXXX)
5. Application-specific AVR
6. 32-bit AVR

میکروکنترلر ATMega32

ویژگی های میکروکنترلر AVR ATMEGA32

با آی سی Atmega32   شروع می کنیم.  ویژگی های اساسی آن عبارتند از:

32kبایت حافظه فلش

1024 بایت حافظه EEPROM

2k بایت حافظه SRAM

8 کانال، هر  10 بیت ADC

32 رجیستر عمومی I/O

رابط JTAG

وقفه های داخلی و خارجی

سریال قابل برنامه ریزیUSART

رابط TWI

4 کانال PWM

پورت سریال SPI

ولتاژ کار: 4.5 ولت – 5.5 ولت

فرکانس عامل: 16 مگاهرتز

پیشنهاد ویژه: آموزش برنامه نویسی میکروکنترلر AVR

معماری میکروکنترلر AVR ATMEGA32

AVR Atmega32 یک تراشه یکپارچه کم قدرت، کارآمد و با کارایی بالا شامل معماری RISC مجازی پیشرفته است. که می تواند 6 میلیون دستورالعمل در ثانیه (MIPS) را اجرا کند. AVR Atmega32 یک تراشه یکپارچه 40 پینی است که در آن 32 پین پین ورودی / خروجی در قالب چهار پورت هستند. PORTA، PORTB، PORTC و PORTD و بقیه پین ها منبع ولتاژ، زمین، مرجع آنالوگ، کریستال و reset هستند.

هر پورت که رابط دو طرفه ورودی/خروجی (I / O) را فراهم می کند، شامل 8 پین است که هر پین 8 بیت عرض دارد.

پین RESET یک پین فعال پایینی است که هنگامی که یک ولتاژ کم (0 ولت) اعمال می شود، فعال می شود. این باعث می شود که میکروکنترلر از حالت پیشفرض (اولیه) خود mode/state  شروع به کار کند. تقریبا تمام سیگنال های محیطی، سیگنال های آنالوگ هستند، اما میکروکنترلرها تنها زبان دیجیتالی را می فهمند؛ به همین دلیل است که از PORTA برای روش تبدیل آنالوگ به  دیجیتال استفاده می شود، و شامل پین ها از A0 تا A7 می شود و همچنین  آنها به عنوان پین های ADC شناخته می شوند. پین AREF یک پین مرجع آنالوگ است که برای پین ADC &VACC  و همچنین  برای ADC یک تامین کننده ولتاژ است استفاده می شود، دو پین زمین (GND) وجود دارد که میکروکنترلر را به زمین وصل می کند. VCC  تغذیه اصلی AVR Atmega32 است که 5 ولت DC است. فرکانس کار  آن 16  مگاهرتز است، به همین دلیل یک نوسانگر کریستال خارجی 16 مگاهرتزی به پین ​​های XTAL1 و XTAL2 همراه با خازن های 22pF متصل است، به طوری  که XTAL1 جهت فراهم نمودن  ورودی به نوسان ساز ساعتی معکوس کننده  و مدار عملیاتی ساعت داخلی استفاده می شود در حالی که XTAL2 خروجی از تقویت کننده نوسان ساز معکوس کننده می باشد. همچنین  AVR دارای  رابط TWI (دو سیم رابط)، JTAG (گروه عملیات آزمون مشترک) رابط کاربری و در برنامه نویس سیستم (ISP) سریال ثانوی (SPI) می باشد. JTAG برای دسترسی به حافظه داخلی خود و رجیستر کردن استفاده می شود. با استفاده از این ویژگی ما می توانیم اجرای تک مرحله ای و تنظیم نقطه شکست در کد را انجام دهیم.

استراتژی برنامه ریزی AVR ATMEGA32

AVR Atmega32 یک تراشه مجتمع قابل برنامه ریزی است و به همین دلیل است که لازم است AVR را برای راه اندازی آن برای کاربردهای درخواستی برنامه نویسی کرد. برای برنامه نویسی میکروکنترلر AVR ساده ترین راه استفاده از AVR STUDIO است.