میکروکنترلر AVR

میکروکنترلر AVR چیست و چه کاربردی دارد؟

محبوب ترین میکروکنترلرهای شناخته شده در دنیا میکروکنترلر AVR است. در ادامه به توضیح مفاهیم و کاربرد این کامپیوتر کوچک می پردازیم و همچنین در مورد مفهوم میکروکنترلر به طور کلی صحبت می کنیم.

میکروکنترلر چیست؟

میکروکنترلر یا ریز کنترل گر، تراشه های الکترونیکی کوچک و ارزان قیمتی هستند که امروزه در بیشتر وسایل دیجیتالی که در زندگی ما کاربرد دارند، استفاده شده است. با گسترده شدن اینترنت اشیا و نفوذ تکنولوژی به زندگی بشر، شاهد آن هستیم که اکثر وسایلی که برای انجام امور و فعالیت های خودمان استفاده می کنیم دارای میکروکنترلر هستند. کامپیوترها، تبلت ها، گوشی های هوشمند، ماشین لباس شویی، دستگاه قهوه ساز، جارو برقی و غیره همه و همه از تراشه های مدار مجمتع IC یا قطعات سخت افزاری الکترونیکی کوچکی به اسم میکروکنترلر استفاده می کنند. ولی میکروکنترلر فراتر از این موارد می باشد. پس کاربرد تراشه های IC چیست و چه عملکردی در وسایل الکترونیکی و دیجیتال دارند؟ در ادامه آن ها را شرح می دهیم. دلیل نام گذاری این قطعات تحت عنوان ریز کنترل گر یا میکروکنترلر، ابعاد و سایز و قابلیت کنترلی آن ها می با شد. میکروکنترلرها در وسایلی که به درجه ای از کنترل برای انجام امور نیازمندند استفاده می شوند. به میکروکنترلرها، کامپیوترهای کوچک نیز می گویند زیرا دارای پردازنده، حافظه و پورت ورودی و خروجی هستند. به صورت توکار در وسایل تعبیه شده و وظایف خاصی را انجام می دهند. میکروکنترلر نیز مانند یک رایانه، از طریق پورت ورودی، مقادیر خام را دریافت کرده، مجموعه ای از عملیات بر روی آن ها انجام داده و نتیجه خاصی را به عنوان خروجی ارائه می دهد. میکروکنترلرها قابلیت برنامه نویسی دارند و باتوجه به برنامه ای که به آن ها داده شده وسایل را کنترل می کنند. با صنعتی شدن جوامع و نیاز به کنترل بخش های زیادی از دستگاه های کاربردی صنعت مانند اندازه گیری زمان، ارسال و دریافت اطلاعات از بخش های مختلف، شمارنده ها و غیره منجر به تولید میکروکنترلرها شد. شرکت هایی که دستی در ساخت قطعات الکترونیک داشتند، درصدد تولید سیستم یکپارچه برای کنترل دستگاه های صنعتی برآمدند تا تمامی کارها و کنترل ها را به صورت خودکار انجام دهد. این روند باعث شد که در سال 1971 میلادی، گری بون و مایکل کوکران TMS 1000 را به عنوان اولین میکروکنترلر توسعه دهند. این میکروکنترلر در سال 1974 میلادی به صورت تجاری انتشار یافت. اولین میکروکنترلر بزرگترین شرکت سخت افزاری جهان اینتل تحت عنوان 8080 در سال 1980 میلادی عرضه شد. در کنار Intel اینتل، شرکت های دیگری مانند زایلوگ، موتورولا و هیتاچی نیز در ساخت میکروکنترلر فعالیت داشته و دارند.

کاربردهای میکروکنترلر چیست؟

امروزه استفاده از میکروکنترلرها این قطعات سخت افزاری کوچک محبوبیت و طرفداران زیادی پیدا کرده است. با نگاهی به اطراف خود و وسایلی که استفاده می کنیم پی می بریم که در اغلب جوانب زندگی بشر میکروکنترلرها حضور و کاربرد دارند. در زیر به تعدادی از وسایلی اشاره می کنیم که از میکروکنترلرها برای کنترل اتوماتیک یک کار خاص بهره می برند.
مایکروفر
ماشین لباس شویی
جاروبرقی
سیستم تشخیص حریق و هشدارهای امنیتی
تجهیزات پزشکی مانند فشارسنج، MRI، اشعه ایکس، گلوکز متر
دستگاه های صنعتی مانند ولت سنج، آمپر سنج، ربات های انتخاب، تسمه نقاله
تا اینجا به شرح میکروکنترلر و کاربردهای آن پرداختیم. از میکروکنترلرهای مهم موجود در بازار PIC، AVR، 8051 هستند. در ادامه به بررسی میکروکنترلر نام آشنای AVR از خانواده میکروکنترلرها خواهیم پرداخت.

میکروکنترلر AVR چیست؟

انتخاب یک میکروکنترلر با توجه به کاربردهای خاص میکروکنترلرها انجام می گیرد. طرح اولیه میکروکنترلر AVR توسط دو دانشجو ارائه شد و بعدها شرکت ATMEL به طور رسمی آن راعرضه کرد. از پرکاربردترین و پرطرفدارترین خانواده میکروکنترلرها است. این میکروکنترلر به طور گسترده امروزه در وسایل هوشمند مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از ویژگی های مهم میکروکنترلر AVR که آن را نسبت به سایر میکروکنترلرها برتری داده، حافظه فلش آن برای ذخیره اطلاعات می باشد. میکروکنترلر AVR سری AT90S، میکروکنترلر AVR سری ATtiny، میکروکنترلر AVR سری ATmega، میکروکنترلر AVR سری ATXmega از مهم ترین و پرکاربردترین میکروکنترلرهای خانواده AVR هستند.

کاربردهای میکروکنترلر AVR چیست؟

میکروکنترلر AVR را در برنامه ریزی و اشکال زدایی قطعات، فرایند انتخاب ولتاژهای مختلف و به کارگیری آن در مبدل های آنالوگ به دیجیتال و استفاده به عنوان MCU به کارمی برند.

ویژگی های میکروکنترلر AVR چیست؟

معماری RISC با ظهور میکروکنترلر AVR شکل گرفت.
قابلیت اجرای سریع عملیات با توان مصرفی کم را دارد.
میکروکنترلرهای AVR دارای حافظه فلش و EEPROM هستند.
در این میکروکنترلر از کدهای کوچکی استفاده می شود.
دارای عملکرد و کارایی بالا می باشد.
دارای مبدل آنالوگ به دیجیتال است.
میکروکنترلر AVR دارای ساختار بهینه سازی شده است.
میکروکنترلر AVR از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است.

انواع میکروکنترلر AVR :

در خانواده میکروکنترلر AVR چهار دسته میکروکنترلر به نام های مگا، تاینی، کلاسیک و تک منظوره وجود دارد. میکروکنترلرهای تاینی اولین نوع میکروکنترلرهای AVR بوده و دارای ابعاد کوچک تر، ظرفیت کمتر حافظه می باشند. پردازنده این میکروکنترلر نسبت به انواع دیگر میکروکنترلرها، قوی تر بوده و در انجام عملیات ساده و کم حجم کارایی بالاتری دارد. این نوع میکروکنترلر از سه حافظه فلش، SRAM و EEPROM استفاده می کند. میکروکنترلرهای مگا نسبت به مدل قبلی دارای حافظه با ظرفیت بیشتر تا 512 کیلوبایت بوده و برای عملیات متوسط و پیچیده کاربرد دارد.
در حوزه ساخت وسایل الکترونیکی از میکروکنترلر Atmega8 AVR، در سیستم های تعبیه شده موبایل از میکروکنترلر ATmega16 AVR استفاده می شود. همانطور که قبلا هم گفتیم هر مدل میکروکنترلر کاربرد متفاوتی دارد.

مزایای استفاده از میکروکنترلر AVR چیست؟

دارای دیتاشیت های گسترده است.
استفاده از میکروکنترلرهای AVR کم هزینه و مقرون به صرفه است.
راه اندازی، یادگیری و استفاده و برنامه نویسی در آن راحت است.

یادگیری میکروکنترلر AVR برای چه کسانی مناسب است؟

یادگیری میکروکنترلر AVR برای دانشجویان رشته های مهندسی برق و الکترونیک و کامپیوتر، دانش آموزان هنرستانی رشته برق و الکترونیک، مهندسین سخت افزار و افرادی که به طراحی تکنولوژی مبتنی بر میکروکنترلر AVR علاقه دارند، مناسب است. آموزشگاه مهرگان با درنظر گرفتن دوره آموزشی میکروکنترلر AVR برای آموزش علاقمندان به فعالیت در این زمینه، نقش موثری ایفا می کند.

آنچه خواهید آموخت

از آن جا که یادگیری نرم افزار بدون انجام تمرینات و پروژه های عملی امکان پذیر نمی باشد آموزش این دوره مبتنی بر روش TPH خواهد بود.

پیش نیاز :

آشنایی با مدارات منطقی و مدارهای الکتریکی و قطعات متداول الکترونیک مانند مقاومت، سلف، خازن، ترانزیستور و ...

مباحث دوره به اختصار به شرح زیر می باشد.

• آشنائی با AVR و انواع آن
• آشنائی با ساختار داخلی و حافظه های میکرو
• آشنائی با منابع کلاک میکرو
• آشنائی مقدماتی با زبان برنامه نویسی C
• آشنائی با نرم افزار Codevision
• نحوه راه اندازی و پروگرام کردن میکرو
• آشنائی با پورت های ورودی و خروجی و نحوه تنظیم انها
• برنامه نویسی با پورت های میکرو شامل: LED ، 7-segment ، LCD و ...
• آشنائی با تایمر/کانتر و برنامه نویسی با آنها شامل: ساعت، موج PWM ، کنترل سرعت موتور و ...
• آشنائی با ADC و برنامه نویسی با آن شامل: اتصال سنسور آنالوگ، اندازه گیری دما، اندازه گیری ولتاژ و ...
• آشنائی با منابع وقفه و کار با وقفه ها
• آشنائی با نحوه ارتباط میکرو با سایر وسائل دیجیتال بوسیله رابطهای دیجیتال