Программирование микроконтроллеров AVR для начинающих | Электрик Инфо
Микро-ЭВМ – главный шаг массового применения компьютерной автоматизации в области управления. Так как в автоматизации основная задача контроль и регулирование параметров, то термин «контроллер» закрепился и в этой среде.
После перестройки начался активный импорт вычислительной техники, и название «однокристальная микро-ЭВМ» была вытеснена словом «Микроконтроллер» (подробнее о том, чем микроконтроллер отличается от микропроцессора смотрите здесь — Назначение и устройство микроконтроллеров).
В 2020 году, и последние десятилетие наиболее распространены следующие виды микроконтроллеров:
- 8-битные микроконтроллеры PIC фирмы Microchip Technology и AVR фирмы Atmel;
- 16-битные MSP430 фирмы TI;
- 32-битные микроконтроллеры, архитектуры ARM. Она продаётся разработчиками различным фирмам, на базе которой выпускается масса различных продуктов.
В Советском союзе техника не стояла на месте. Ученные не только копировали наиболее удачные и интересные зарубежные разработки, но и занимались разработкой уникальных проектов. Таким образом к 1979 году в НИИ ТТ была разработана К1801ВЕ1, эта микроархитектура называлась «Электроника НЦ» и имела 16 разрядов.
Смотрите также: Виды и устройство микроконтроллеров AVR
Различия микроконтроллеров
Микроконтроллеры можно разделить по таким критериям:
- Разрядность;
- Система команд;
- Архитектура памяти.
Разрядность – это длина одного слова обрабатываемого контроллером или процессором, чем она больше, тем быстрее микроконтроллер может обработать большие массивы данных, но такой подход не всегда справедлив, для каждой задачи выдвигаются индивидуальные требования, как по скорости, так и по способу обработку, например, применение 32-х разрядного ARM микропроцессор для работы в простых устройствах, оперирующих с 8 битным словами может быть не обосновано как по удобству написания программы и обработки информации, так и по себе стоимость.
Однако, по статистике на 2017 год, стоимость таких контроллеров активно снижается, и, если так будет продолжаться и далее – он будет дешевле простейших PIC контроллеров, при наличии гораздо большем наборе функций. Не понятно только одно – это маркетинговый ход и занижение цены, или реальный технологический прогресс.
Деление происходит на:
- 8-бит;
- 16-бит;
- 32-бита;
- 64-бита.
Деление по типу системы команд:
- RISC-архитектура, или сокращенная система команд. Ориентирована на быстрое выполнение базовых команд за 1, реже 2 машинных цикла, а также имеет большое количество универсальных регистров, и более длинный способ доступа к постоянной памяти. Архитектурна характерна для систем под управление UNIX;
- СISC-архитектура, или полная система команд, характерна прямая работа с памятью, большее число команд, малое число регистров (ориентирована на работу с памятью), длительность команд от 1 до 4 машинных циклов. Пример – процессоры Intel.
Деление по типу памяти:
- Архитектура Фон-Неймана – основная черта общая область памяти для команд и данных, при работе с такой архитектурой в результате ошибки программиста данные могут записаться в область памяти программ и дальнейшее выполнение программы станет невозможным. Пересылка данных и выборка команды не может осуществляться одновременно по тем же причинам. Разработана в 1945 году.
- Гарвардская архитектура – раздельная память данных и память программ, использовалась в первые на компьютерах семейства Mark. Разработана в 1944 году.
В результате внедрения микропроцессорных систем размеры устройств снизились, а функционал увеличился. Выбор архитектуры, разрядности, системы команд, структуры памяти – влияет на конечную стоимость устройства, поскольку при единичном производстве разница в цене может быть не значительно, но при тиражировании – более чем ощутимой.
Электронная книга — руководство про микроконтроллеры AVR для начинающих
Пошаговое обучение программированию и созданию устройств на микроконтроллерах AVR
У электронщиков, специализирующихся на проектировании микроконтроллерных устройств, существует термин «быстрый старт». Относится он к случаю, когда надо в короткий срок опробовать микроконтроллер и заставить его выполнять простейшие задачи.
Цель состоит в том, чтобы, не углубляясь в подробности, освоить технологию программирования и быстро получить конкретный результат. Полное представление, навыки и умения появятся позже в процессе работы.
Освоить работу с микроконтроллерами в режиме «быстрый старт», научиться их программировать и создавать различные полезные умные электронные устройства можно легко с помощью обучающих видеокурсов Максима Селиванова в которых все основные моменты разложены по полочкам.
Методика быстрого изучения принципов работы с микроконтроллерами основывается на том, что достаточно освоить базовую микросхему, чтобы затем достаточно уверенно составлять программы к другим ее разновидностям. Благодаря этому первые опыты по программировании микроконтроллеров проходят без особых затруднений. Получив базовае знания можно приступать к разработке собственных конструкций.
На данный момент у Максима Селиванова есть 4 курса по созданию устройств на микроконтроллерах, построенные по принципу от простого к сложному.
1. Программирование микроконтроллеров для начинающих
Курс для тех, кто уже знаком с основами электроники и программирования, кто знает базовые электронные компоненты, собирает простые схемы, умеет держать паяльник и желает перейти на качественно новый уровень, но постоянно откладывает этот переход из-за сложностей в освоении нового материала.
Курс замечательно подойдет и тем, кто только недавно предпринял первые попытки изучить программирование микроконтроллеров, но уже готов все бросить от того, что у него ничего не работает или работает, но не так как ему нужно (знакомо?!).
Курс будет полезен и тем, кто уже собирает простенькие (а может и не очень) схемы на микроконтроллерах, но плохо понимает суть того как микроконтроллер работает и как взаимодействует с внешними устройствами.
2. Программирование микроконтроллеров на языке С
Курс посвящен обучению программирования микроконтроллеров на языке Си. Отличительная особенность курса — изучение языка на очень глубоком уровне. Обучение происходит на примере микроконтроллеров AVR. Но, в принципе, подойдет и для тех, кто использует другие микроконтроллеры.
Курс рассчитан на подготовленного слушателя. То есть, в курсе не рассматриваются базовые основы информатики и электроники и микроконтроллеров. Но, что бы освоить курс понадобятся минимальные знания по программированию микроконтроллеров AVR на любом языке. Знания электроники желательны, но не обязательны.
Курс идеально подойдет тем, кто только начал изучать программирование AVR микроконтроллеров на языке С и хочет углубить свои знания. Хорошо подойдет и тем, кто немного умеет программировать микроконтроллеры на других языках. И еще подойдет обычным программистам, которые хотят углубить знания в языке Си.
3. Создание устройств на микроконтроллерах на языке С
Этот курс для тех, кто не хочет ограничиваться в своем развитии простыми или готовыми примерами. Курс отлично подойдет тем, кому важно создание интересных устройств с полным пониманием того, как они работают. Курс хорошо подойдет и тем, кто уже знаком с программированием микроконтроллеров на языке Си и тем, кто уже давно программирует их.
Материал курса прежде всего ориентирован на практику использования. Рассматриваются следующие темы: радиочастотная идентификация, воспроизведение звука, беспроводной обмен данными, работа с цветными TFT дисплеями, сенсорным экраном, работа с файловой системой FAT SD-карты.
4. Программирование дисплеев NEXTION
Дисплеи NEXTION представляют собой программируемые дисплеи с тачскрином и UART для создания самых разных интерфейсов на экране. Для программирования используется очень удобная и простая среда разработки, которая позволяет создавать даже очень сложные интерфейсы для различной электроники буквально за пару вечеров! А все команды передаются через интерфейс UART на микроконтроллер или компьютер. Материал курса составлен по принципу от простого к сложному.
Этот курс рассчитан на тех, кто хотя бы немного имеет опыта в программировании микроконтроллеров или arduino. Курс отлично подойдет и для тех, кто уже пытался изучать дисплеи Nextion. Из курса вы узнаете много новой информации, даже если думаете, что хорошо изучили дисплей!
Полный курс обучения программированию микроконтроллеров со скидкой: Все 4 курса со скидкой
мир электроники — Начинающим о AVR микроконтроллерах
Общие понятия и основы программирования
Этот раздел посвящен микроконтроллерам семейства AVR: общие понятия, структура, основы программирования и так далее.
Здесь мы постараемся разобраться с принципом работы микроконтроллеров, его отдельными блоками, периферийными устройствами, прерываниями, памятью, таймерами, портами ввода-вывода и так далее…
Возможно что по-началу все эти вышеперечисленные понятия и покажутся вам «китайской грамотой», но при детальном изучении на самом деле все это довольно просто, и мы постараемся все это наглядно пояснить.
Итак, материалы раздела:
Введение
Общие сведения о AVR микроконтроллерах
Архитектура AVR микроконтроллера
Строение и характеристики AVR микроконтроллеров
Дребезг контактов. Что это такое и как с ним бороться
Функция RESET в AVR микроконтроллерах
Что такое фьюзы AVR микроконтроллеров
Что такое протоколы в AVR микроконтроллерах
Порты ввода-вывода AVR микроконтроллера
Отладочная плата для микроконтроллера Attiy13
Программирование AVR микроконтроллеров для начинающих
Программирование для начинающих. часть1
Программирование для начинающих. часть 2
Программирование для начинающих. часть3
Видеокурс по программированию AVR микроконтроллеров для начинающих
Простые проекты на AVR микроконтроллерах
Простые проекты на AVR микроконтроллерах. продолжение
Софт для программирования микроконтроллеров
Программа CodeVisionAVR
Программа UniProf
ISIS Proteus 7.7 SP2
Литература по микроконтроллерам
Микроконтроллеры AVR семейства Tiny и Mega фирмы ATMEL
Применение микроконтроллеров AVR
Самоучитель разработчика устройств на микроконтроллерах AVR
Микроконтроллер AVR вводный курс
Микроконтроллер это просто
Микроконтроллеры AVR для начинающих
Краткий курс — AVR на примерах.
Цель курса
показать на практике — как
быстро начать Даже с абсолютного нуля знаний о микропроцессорах. Рассказать
вам кратко ключевые моменты
устройства МК,
Объяснить что конкретно нужно сделать чтобы МК Курс подробно рассказывает как сделать самые первые шаги, — Как сделать нужное вам электронное устройство, печатную плату — Как написать первую, простейшую программу для МК — Как запустить эту программу в
программе-симуляторе МК и увидеть
как — Как загрузить программу в реальный МК — Как
отладить реальное устройство — т.е. найти причины
не правильной работы
Содержание. Краткий курс — самоучитель Микроконтроллеры AVR начинающим. на заглавной странице - avr123.nm.ru
стр. 2. Что такое МК и AVR в частности. Как работает МК. стр.
3. Возможности МК. Что и как подключать к
МК. Регистры и стр. 4. Компиляторы и Симуляторы для МК AVR. стр. 5. Си для МК — очень малая часть языка достаточна для работы с МК. стр.
6. Задачи-упражнения
по курсу — это практические занятия по
работе стр. 7. Как и чем прошить (прожечь, загрузить) программу в МК AVR, ATmega стр. 8. Дополнительные, полезные материалы стр. 9. О великолепных МК серии PIC12, PIC16, PIC18 от компании MicroChip
ПРОДОЛЖЕНИЕ КУРСА
НА AVR123.nm.ru
Пожалуйста перейдите туда !
Шаг 1. Скачайте всего две программы — компилятор CodeVisionAVR (2 Мб FREE - он бесплатный) — симулятор AVR и электроники VMLAB (4,2 Мб FREE) Установите эти программы по-умолчанию.
От
интерактивного помошника для
создания начального кода, До
написания
и отладки полной программы с постоянным контролем её
загрузки готовой программы в реальный микроконтроллер.
Шаг 2. Посмотрите как всё просто ! Лучше один раз увидеть чем сто раз услышать.
2. Запустите VMLAB и
через меню Project -> open project
откройте проект 3.
Сверните мешающее окно vmlab.prj и подправьте «мышкой» остальные окна
4. Теперь в меню «Project» кликните «Re-build all» — проект нужно перекомпилировать при открытии и внесении каких либо изменений. В окне «Messages» появится сообщение «Success! All ready to run»
Это значит ошибок
нет и все готово к моделированию микроконтроллера
Можно запускать симуляцию …
ПРОДОЛЖЕНИЕ КУРСА
НА AVR123.nm.ru
Пожалуйста перейдите туда !
Вы не покупали МК ATmega16 — у вас его нет ! Вы ни чего не паяли и не подключали ! Но вы увидели как работает МК и программы. Получили осциллограммы работающего устройства. Могли записать в файл то что передавал МК.
К вашим услугам ссылки на дополнительные материалы : — FAQ
— ответы на вопросы по AVR и по электронике — Проекты на AVR студентов Корнельского университета — великолепные
—
Проекты очень
интересный талантливого человека Элм-Чена
— Книги по AVR и
электронике вообще <-
ЧИТАТЬ !!!
— GOOGLE находит всё ! Вводите интересующие вас ключевые слова. — Translate.ru переведет то что вы нашли на корявый русский язык.
© 2004-2010 by Termo
В «подвале» есть интересное !
|
AVR |
Микроконтроллеры avr для начинающих — PDF Free Download
1 Микроконтроллеры avr для начинающих Алексей Бартош Электрик Инфо мир электричества
2 Общие сведения об устройстве микроконтроллеров и основные даты. Микроконтроллеры являются неотъемлемой частью быта современного человек. Применяются от детских игрушек до АСУТП. Благодаря использованию микроконтроллеров, инженерам получилось достигнуть большую скорость изготовления и качество продукции практических во всех сферах производства. Данный материал является общим обзором ключевых дат в истории развития микроконтроллеров. Это не техническое пособие, многие тонкости и моменты упущены.
3 Предпосылки для появления микропроцессорных и микроконтроллерных систем. Чтобы разобраться с причинами появления и развития микропроцессорной техники взгляните на характеристики и особенности первых компьютеров. ENIAC первый компьютер, 1946 год. Вес 30 т, занимал целое помещение или 85 кубических метров объёма в пространстве. Большое тепловыделение, энергопотребление, постоянные неполадки из-за разъёмов электронных ламп. Окислы приводили к исчезновению контактов и лампы теряли связь с платой. Требовали постоянного обслуживания. Компьютерная техника развивалась и к концу 60-х в мире их было порядка 30 тысяч, в их числе как универсальные ЭВМ, так и мини-компьютеры. Мини того времени были размерами со шкаф. Кстати, в 1969 году уже был изобретен прообраз интернета — ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network). Параллельно развивались полупроводниковые технологии — в 1907 работы по детекторам и электролюминесценции полупроводников. В 1940-е диоды и
4 транзисторы. Это всё привело к появлению интегральных технологий. Роберт Нойс в 1959 году изобрел интегральную микросхему (дальше ИМС или МС). Важно: Фирма Intel внесла огромный вклад в развитие микроконтроллеров. Основатели: Роберт Нойс, Гордон Мур и Эндрю Гроув. Основана в 1968 году. До определённых пор фирма производила п/п запоминающие устройства. Первым была МС «3101» — 64 разряда, Шотки биполярная статическая ОЗУ. Следующим было изобретение «4004» — микропроцессора с 2300 п/п транзисторов в своём составе, по производительности не хуже, чем ENIAC, а размером меньше ладони. Т.е. размер 4004-го микропроцессора был на много порядков меньше.
5 Архитектура, программирование, физическая реализация Разработчиком архитектуры первого микропроцессора стал Тед Хофф, системы команд Стен Мейзор. Федерико Феджин спроектировал кристалл. Но изначально компания Intel не владела всеми правами на этот чип, и, заплатив долларов компании Busicom, получила полные права. Вскоре, последняя обанкротилась. Для популяризации и внедрения новых технологи Intel вела как рекламную, так и образовательную кампанию. Впоследствии и другие производители электроники объявляли о создании подобных устройств. Это интересно: разрядная, p-моп микросхема. Следующим этапом стал выпуск в 1972 году процессора «8008». В отличие от предыдущей модели он уже больше похож на современные модели разрядный, имеет аккумулятор, 6 регистров общего назначения, указатель стэка, 8 регистров адреса, команды ввода-вывода.
6 Событие: А в 1973 году была изобретена наиболее удачная конфигурация микропроцессора, который до сих пор является классическим это 8 разрядный «8080». Через полгода у Intel появился серьезный конкурент Motorola с процессором «6800», n-моп технология, трёхшинную структуру с 16 разрядной шиной адреса. Более мощная система прерываний, для его питания достаточно оного напряжения, а не три, как у «8080». Кроме того, команды были проще и короче.
7 До нашего времени сохраняется противостояние семейств микропроцессоров этих производителей. Ускорило скорость работы и расширило возможности микропроцессоров внедрение 16-разрядных микропроцесоров. Первым из них был разработан «8086» от Intel. Именно его использовали в компании IBM для создания первых персональных компьютеров. Процессор «68000» — 16 разрядный ответ от «Motorola», использовался в компьютерах ATARI и Apple. Для широкой аудитории в роли ПК стали популярны ZX Spectrum. В них устанавливались процессоры «Z80», от Sinclair Research Ltd. Одна из основных причин популярности не нужно покупать монитор, ведь спектрум, как современные приставки, подключался к телевизору, а обычный магнитофон как устройство для записи и хранения программ и данных.
8 Микроконтроллеры Микро-ЭВМ главный шаг массового применения компьютерной автоматизации в области управления. Так как в автоматизации основная задача контроль и регулирование параметров, то термин «контроллер» закрепился и в этой среде. После перестройки начался активный импорт вычислительной техники, и название «однокристальная микро-эвм» была вытеснена словом «Микроконтроллер». А первый патент в СССР на однокристальные микро-эвм был выдан в 1971 году М. Кочрену и Г. Буну, из Texas Instruments. С этих пор на кристалле кремния кроме процессора размещали еще память, и дополнительные устройства. Конец семидесятых это новая волна конкуренции между Intel и Motorola. Причиной этому стали две презентации, а именно в 76 году Intel выпустила i8048, а Motorola, только в 78 mc6801, который был совместим с раним микропроцессором mc6800.
9 Спустя 4 года, к 80 году, Intel выпускает популярны и до сих пор МК i8051. Это было зарождение огромного семейства, которое живет и до сих пор. Ведущие мировые производители выпускают на этой архитектуры сильно модифицированные микроконтроллеры для широкого спектра задач. Для своего времени он имел немыслимые транзисторов. Это в четыре раза превосходило количество в i8086 процессоре. В 2017 году, и последние десятилетие наиболее распространены: 8-битные микроконтроллеры PIC фирмы Microchip Technology и AVR фирмы Atmel; 16-битные MSP430 фирмы TI; 32-битные микроконтроллеры, архитектуры ARM. Она продаётся разработчиками различным фирмам, на базе которой выпускается масса различных продуктов. В Советском союзе техника не стояла на месте. Ученные не только копировали наиболее удачные и интересные зарубежные разработки, но и занимались разработкой уникальных проектов. Таким образом к 1979 году в
10 НИИ ТТ была разработана К1801ВЕ1, эта микроархитектура называлась «Электроника НЦ» и имела 16 разрядов. Различия микроконтроллеров Микроконтроллеры можно разделить по таким критериям: Разрядность; Система команд; Архитектура памяти. Разрядность это длина одного слова обрабатываемого контроллером или процессором, чем она больше, тем быстрее микроконтроллер может обработать большие массивы данных, но такой подход не всегда справедлив, для каждой задачи выдвигаются индивидуальные требования, как по скорости, так и по способу обработку, например, применение 32-х разрядного ARM микропроцессор для работы в простых устройствах, оперирующих с 8 битным словами может быть не обосновано как по удобству написания программы и обработки информации, так и по себе стоимость. Однако, по статистике на 2017 год, стоимость таких контроллеров активно
11 снижается, и, если так будет продолжаться и далее он будет дешевле простейших PIC контроллеров, при наличии гораздо большем наборе функций. Не понятно только одно это маркетинговый ход и занижение цены, или реальный технологический прогресс. Деление происходит на: 8-бит; 16-бит; 32-бита; 64-бита. Деление по типу системы команд: RISC-архитектура, или сокращенная система команд. Ориентирована на быстрое выполнение базовых команд за 1, реже 2 машинных цикла, а также имеет большое количество универсальных регистров, и более длинный способ доступа к постоянной памяти. Архитектурна характерна для систем под управление UNIX; СISC-архитектура, или полная система команд, характерна прямая работа с памятью, большее число команд, малое число регистров (ориентирована на работу с памятью), длительность команд от 1 до 4 машинных циклов. Пример процессоры Intel. Деление по типу памяти: Архитектура Фон-Неймана основная черта общая область памяти для команд и данных, при работе с такой архитектурой в результате ошибки программиста данные могут записаться в область памяти программ и дальнейшее выполнение программы станет невозможным. Пересылка данных и выборка команды не может осуществляться одновременно по тем же причинам. Разработана в 1945 году.
12 Гарвардская архитектура раздельная память данных и память программ, использовалась в первые на компьютерах семейства Mark. Разработана в 1944 году. В результате внедрения микропроцессорных систем размеры устройств снизились, а функционал увеличился. Выбор архитектуры, разрядности, системы команд, структуры памяти влияет на конечную стоимость устройства, поскольку при единичном производстве разница в цене может быть не значительно, но при тиражировании более чем ощутимой. Давайте разберемся с микроконтроллерами AVR: базовые сведения AVR это название популярного семейства микроконтроллеров, которое выпускает компания Atmel. Кроме АВР под этим брендом выпускаются микроконтроллеры (далее МК) и других архитектур, например, ARM и i8051. Какими бывают AVR микроконтроллеры? Существует три вида микроконтроллеров: 1. AVR 8-bit. 2. AVR 32-bit.
13 3. AVR xmega Самым популярным уже более десятка лет является именно 8-битное семейство МК. Многие радиолюбители начинали изучать микроконтроллеры с него. Почти все они познавали мир программируемых контроллеров делая свои простые поделки, вроде светодиодных мигалок, термометров, часов, а также простой автоматики, типа управления освещением и нагревательными приборами. Микроконтроллеры AVR 8-bit в свою очередь делятся на два популярных семейства: Attiny из названия видно, что младшее (tiny юный, молодой, младший), в основном имеют от 8 пинов и более. Объём их памяти и функционал обычно скромнее, чем в следующем;
14 Atmega более продвинутые МК, имеют большее количество памяти, выводов и различных функциональных узлов; Самым мощным подсемейством микроконтроллеров является xmega эти МК выпускаются в корпусах с огромным количеством пинов, от 44 до 100. Столько необходимо для проектов с большим количеством датчиков и исполнительных механизмов. Кроме того, увеличенный объем памяти и скорость работы позволяют получить высокое быстродействие. Расшифровка: Пин (англ. pin иголка, булавка) это вывод микроконтроллера или как говорят в народе ножка. Отсюда же слово «распиновка» — т.е. информация о назначении каждой из ножек.
15 Для чего нужны и на что способны микроконтроллеры? Микроконтроллеры применяются почти везде! Практически каждое устройство в 21 веке работает на микроконтроллере: измерительные приборы, инструменты, бытовая техника, часы, игрушки, музыкальные шкатулки и открытки, а также многое другое; одно лишь перечисление займет несколько страниц текста. Разработчик может использовать аналоговый сигнал подовая его на вход микроконтроллера и манипулировать с данными о его значении. Эту работу выполняет аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Данная функция позволяет общаться пользователю с микроконтроллером, а также воспринимать различные параметры окружающего мира с помощью датчиков. В распространенных AVR-микроконтроллерах, например, Atmega328, который на 2017 году является сердцем многих плат Arduino, но о них позже. Используется 8 канальный АЦП, с разрядностью 10 бит. Это значит вы сможете считать значение с 8 аналоговых датчиков. А к цифровым выводам подключаются цифровые датчики, что может быть очевидным. Однако цифровой сигнал может являться только 1 (единицей) или 0 (нулем), в то время как аналоговый может принимать бесконечное множество значений.
16 Пояснение: Разрядность это величина, которая характеризует качество, точность и чувствительность аналогового входа. Звучит не совсем понятно. Немного практики: 10 битный АЦП, записать аналоговую информацию с порта в 10 битах памяти, иначе говоря плавно изменяющийся цифровой сигнал микроконтроллером распознается как числовое значение от 0 до битный АЦП видит тот же сигнал, но с более высокой точностью в виде от 0 до 4096, а это значит, что измеренные значения входного сигнала будут в 4 раза точнее. Чтобы понять откуда взялись 1024 и 4096, просто возведите 2 в степени равную разрядности АЦП (2 в степени 10, для 10 разрядного и т.д.) Чтобы управлять мощностью нагрузки к вашему распоряжению есть ШИМканалы, их можно задействовать, например, для регулировки яркости, температуры, или оборотов двигателя. В том же 328 контроллере их 6. В общем структура AVR микроконтроллера изображена на схеме:
17 Все узлы подписаны, но всё же некоторые названия могут быть не столь очевидными. Давайте рассмотрим их обозначения. АЛУ арифметико-логическое устройство. Нужно для выполнения вычислении. Регистры общего назначения (РОН) регистры которые могут принимать данные и хранить их в то время пока МК подключен к питанию, после перезагрузки стираются. Служат как временные ячейки для операций с данными. Прерывания что-то вроде события которое возникает по внутренним или внешним воздействиям на МК переполнение таймера, внешнее прерывание с пина МК и т.д. JTAG интерфейс для внутрисхемного программирования без снятия МК с платы. Flash, ОЗУ, EEPROM виды памяти программ, временных рабочих данных, долгосрочного хранения независимая от подачи питания к МК соответственно порядку в названиях. Таймеры и счетчики важнейшие узлы в МК, в некоторых моделях их количество может быть до десятка. Нужны для того, чтобы отчитывать количество тактов, соответственно временные отрезки, а счетчики увеличивают свое значение по какому-либо из событий. Их работа и её режим зависят от программы, однако выполняются эти действия аппаратно, т.е. параллельно основному тексту программы, могут вызвать прерывание (по переполнению таймера, как вариант) на любом этапе выполнения кода, на любой его строке. A/D (Analog/Digital) АЦП, его назначение мы уже описали ранее. WatchDogTime (Сторожевой таймер) независимый от МК и даже его тактового генератора RC-генератор, который отсчитывает определенный промежуток времени и формирует сигнал сброса МК, если тот работал,
18 и пробуждения если тот был в режиме сна (энергосбережния). Его работу можно запретить, установив бит WDTE в 0. Выходы микроконтроллера довольно слабые, имеется в виду то, что ток через них обычно до миллиампер, чего хватит для розжига светодиода и LEDиндикаторов. Для более мощной нагрузки необходимы усилители тока или напряжения, например, те же транзисторы. Что нужно чтобы начать изучение микроконтроллеров, что такое Arduino? Для начала нужно приобрести сам микроконтроллер. В роли первого микроконтроллера может быть любой Attiny2313, Attiny85, Atmega328 и другие. Лучше выбирать ту модель, которая описана в уроках, по которым вы будете заниматься. Следующее что Вам нужно программатор. Он нужен для загрузки прошивки в память МК, самым дешевым и популярным считается USBASP.
19 Немногим дороже, но не менее распространенный программатор AVRISP MKII, который можно сделать своими руками из обычной платы Arduino
20 Другой вариант прошивать их через USB-UART переходник, который обычно делается на одном из преобразователей: FT232RL, Ch440, PL2303 и CP2102. В некоторых случаях для такого преобразователя используют микроконтроллеры AVR с аппаратной поддержкой USB, таких моделей не слишком много. Вот некоторые:
21 ATmega8U2; ATmega16U2; ATmega32U2; Одно лишь «но» в память МК предварительно нужно загрузить UART бутлоадер, который можно скачать отсюда ( er_frei_kostenlos_hexfiles.php ). Разумеется, для этого все равно нужен программатор для AVR-микроконтроллеров. Интересно: Bootloader это обычная программа для МК, только с необычной задачей после запуска микроконтроллера (подключения к питания) он ожидает какоето время, что в него могут загрузить прошивку. Преимуществом такого метода можно прошить любым USB-UART переходником, а они очень дешевы. Недостаток долго загружается прошивка.
22 Для работы UART (RS-232) интерфейса в МК AVR выделен целый регистр UDR (UART data register). UCSRA (настройки битов приемопередатчика RX, TX), UCSRB и UCSRС набор регистров отвечающие за настройки интерфейса в целом. В чем можно писать программы? Кроме программатора для написания и загрузки программы нужно IDE среда для разработки. Можно конечно же писать код в блокноте, пропускать через компиляторы и т.д. Зачем это нужно, когда есть отличные готовые варианты. Пожалуй, один из наиболее сильных это IAR, однако он платный. Официальным IDE от Atmel является AVR Studio, которая на 6 версии была переименована в Atmel studio. Она поддерживает все микроконтроллеры AVR (8, 32, xmega), автоматически определяет команды и помогает ввести, подсвечивает правильный синтаксис и многое другое. С её же помощью можно прошивать МК. Наиболее распространённым является — C AVR, поэтому найдите самоучитель по нему, есть масса русскоязычных вариантов, а один из них — Хартов В.Я. «Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих». Пошаговое обучение программированию и созданию устройств на микроконтроллерах AVR 1. Программирование микроконтроллеров для начинающих Курс для тех, кто уже знаком с основами электроники и программирования, кто знает базовые электронные компоненты, собирает простые схемы, умеет держать паяльник и желает перейти на качественно новый уровень, но постоянно откладывает этот переход из-за сложностей в освоении нового материала. Курс замечательно подойдет и тем, кто только недавно предпринял первые попытки изучить программирование микроконтроллеров, но уже готов все бросить от того, что у него ничего не работает или работает, но не так как ему нужно (знакомо?!).
23 Курс будет полезен и тем, кто уже собирает простенькие (а может и не очень) схемы на микроконтроллерах, но плохо понимает суть того как микроконтроллер работает и как взаимодействует с внешними устройствами. 2. Программирование микроконтроллеров на языке Си Курс посвящен обучению программирования микроконтроллеров на языке Си. Отличительная особенность курса — изучение языка на очень глубоком уровне. Обучение происходит на примере микроконтроллеров AVR. Но, в принципе, подойдет и для тех, кто использует другие микроконтроллеры. Курс рассчитан на подготовленного слушателя. То есть, в курсе не рассматриваются базовые основы информатики и электроники и микроконтроллеров. Но, что бы освоить курс понадобятся минимальные знания по программированию микроконтроллеров AVR на любом языке. Знания электроники желательны, но не обязательны. Курс идеально подойдет тем, кто только начал изучать программирование AVR микроконтроллеров на языке С и хочет углубить свои знания. Хорошо подойдет и тем, кто немного умеет программировать микроконтроллеры на других языках. И еще подойдет обычным программистам, которые хотят углубить знания в языке Си. 3. Создание устройств на микроконтроллерах на языке Си Этот курс для тех, кто не хочет ограничиваться в своем развитии простыми или готовыми примерами. Курс отлично подойдет тем, кому важно создание интересных устройств с полным пониманием того, как они работают. Курс хорошо подойдет и тем, кто уже знаком с программированием микроконтроллеров на языке Си и тем, кто уже давно программирует их. Самый простой способ изучить AVR Купите или сделайте своими руками плату Arduino. Проект ардуино разработан специально для учебных целей. Он насчитывает десятки плат различных формами и количеством контактов. Самое главное в ардуино это то что вы покупаете не просто микроконтроллера, а полноценную отладочную плату, распаянную на качественной текстолитовой печатной плате, покрытой маской и смонтированными SMD компонентами. Самые распространенные это Arduino Nano и Arduino UNO, они по сути своей идентичны, разве что «Нано» меньше примерно в 3 раза чем «Уно».
24 Несколько фактов: Ардуино может программироваться стандартным языком «C AVR»; своим собственным wiring; стандартная среда для разработки Arduino IDE; для соединения с компьютером достаточно лишь подключить USB шнур к гнезду micro-usb на плате ардуино нано, установить драйвера (скорее всего это произойдет автоматически, кроме случаев, когда преобразователь на Ch440, у меня на Win 8.1 драйвера не стали, пришлось скачивать, но это не заняло много времени.) после чего можно заливать ваши «скетчи»; «Скетчи» это название программ для ардуино; Подробнее про Arduino: Подключение и программирование Ардуино для начинающих Выводы Микроконтроллеры станут отличным подспорьем в вашей радиолюбительской практике, что позволит вам открыть для себя мир цифровой электроники, конструировать свои измерительные приборы и средства бытовой автоматики.
Белов А.В. Разработка устройств на микроконтроллерах AVR: шагаем от «чайника» до профи | Библиотека
- 27 марта 2020 г. в 13:39
- 3825
Поделиться
Пожаловаться
Белов А.В. Разработка устройств на микроконтроллерах AVR: шагаем от «чайника» до профи
Предисловие
Этот популярный самоучитель поможет вам всего за шесть шагов пройти путь от «чайника», изучающего азы цифровой техники, до вполне готового специалиста, умеющего самостоятельно разрабатывать схемы любых устройств на микроконтроллерах и составлять для них программы.
Познав основы цифровой логики, поймете, как работают более сложные элементы цифровой техники. Затем освоите основы микропроцессорной техники, поймете, как работает микропроцессор и микроконтроллер. Узнаете подробности внутреннего устройства, архитектуру и возможности семейства микроконтроллеров AVR, освоите основы схемотехники и конструирования микроэлектронных устройств. Научитесь ставить задачу на разработку устройства и выбирать стратегию ее решения.
Изучите сразу два языка программирования для микроконтроллеров (язык Ассемблера и язык СИ), научитесь транслировать, отлаживать программы, прошивать их в память микроконтроллера. Теперь вы уже самостоятельно сможете разработать собственное микроконтроллерное устройство.
Видеокурс на CD проиллюстрирует и позволит закрепить материал основного курса. На том же диске вы найдете всю необходимую для обучения информацию (инсталляционные пакеты программ, справочные материалы, обучающие примеры).
…
Скачать Разработка устр-в на AVR
×- ВКонтакте
- Однокласники
- Telegram
|
Начинающие разработчики собственных решений на микроконтроллерах могут воспользоваться подсказкой других разработчиков, для этого можно посмотреть видео по программированию микроконтроллеров для начинающих, подробно ознакомиться со строением микроконтроллеров. В базе собрана коллекция видео посвящённая программированию микроконтроллеров avr, микроконтроллеров pic. Рассмотрены видео различных компиляторов под Windows.
Паредставлены видео уроки по программированию микроконтроллеров для начинающих и для опытных пользователей. Микроконтроллеры видео. |
|||
Краткий курс — Самоучитель — avr123.nm.ru
Краткий Курс AVR — Самоучитель
Микроконтроллер AVR
, ATmega Быстрый
и
уверенный старт —
Чайникам от Чайника
! … и конечно с картинками !
|
Страницы курса : 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Задачи-упражнения этого курса по AVR
на стр. 6
Резервные адреса курса :
pid.by.ru
и
ProAVR.narod.ru
Страницы курса имеют адреса типа
/02.htm /03.htm /04.htm
а задачи имеют такие адреса
/z1.htm /z2.htm
/z11.htm
эти адреса следуют за адресом курса —
avr123.nm.ru/z5.htm
Найти на открытой странице - Ctrl + F «что ищите»
Скачать весь курс AVR одним архивом
Скачать FAQ — сборник вопросов и ответов
Скачать книги по AVR и электронике < там Библиотека книг.
Курс подробно рассказывает как сделать самые первые шаги,
с
чего начать не вообще, а
конкретно — ШАГ за ШАГОМ …
— Как сделать нужное вам электронное устройство, печатную плату
— Как написать первую, простейшую программу для МК
— Как запустить эту программу в
программе-симуляторе МК и увидеть
как
она работает не покупая МК
и радиодеталей, а значит без
риска
спалить что-то или испортить порт вашего ПК !
— Как загрузить программу в реальный МК
— Как
отладить реальное устройство — т.е. найти причины
не правильной работы
и
добиться его функционирования в
соответствии с поставленной задачей.
Для любителей ассемблера: Assembler AVR — самые первые шаги
Переводчик он-лайн www.Translate.ru <- ИСПОЛЬЗУЙТЕ !
Шаг 1. Скачайте всего две программы
— Компилятор
CVAVR — CodeVisionAVR
1.25.9
( 2 Мб )
Я
пока не рекомендую вам использовать более новый CVAVR-2
— Симулятор AVR и электроники VMLAB ( 4,2 Мб )
Установите эти программы на ПК в папки С:\CVAVR и C:\VMLAB и сделайте копии папок.
|
Теперь у вас на ПК есть качественное и удобное программное обеспечение для ПОЛНОГО цикла разработки устройств на МК (микроконтроллерах) AVR — реальных и виртуальных. От интерактивного помошника для создания теста программы, кода, скелета программы — инструмент бесценен для начинающего ! — это мастер CVAVR CodeWizard. До
написания
и отладки полной программы с постоянным контролем её
работы на всех этапах создания на компьютерной модели
нужного
вам микроконтроллера AVR
совместно с популярными электронными
компонентами подключенными к нему виртуально.
А при желании
|
| Вам не
нужно пока тратить деньги и время Вы не сожжете по неопытности что либо ! Не
попадете в спешке, в азарте отладки Это очень важно для начинающего электронщика техника безопасности — ТБ !
Это важно. |
Компилятор CVAVR — имеет встроенный
программатор для
загрузки готовой программы в реальный
микроконтроллер.
Даже DEMO версия
позволят прошивать
программы
любого размера!
Шаг 2.
Попробуйте — всё ОЧЕНЬ просто !
Лучше один раз увидеть как работают программы-инструменты для AVR чем сто раз услышать. Сейчас вы попробуете установленные программы в деле, возможно не все сразу понимая — не волнуйтесь, читая и выполняя курс далее, вы во всём постепенно разберетесь.
1. Загрузите файлы к задаче
упражнению
8 (там для CVAVR и
для CVAVR 2)
и распакуйте
файлы архива в папку -
c:\VMLAB\z8
2. Запустите VMLAB и
через меню Project -> open project
откройте проект
c:\vmlab\z8\vmlab.prj
3.
Сверните мешающее окно vmlab.prj и подправьте «мышкой» остальные окна
чтобы получить такую картинку :
click -
полная картинка экрана
|
— 8 светодиодов,
|
для начинающих — Учебное пособие по AVR Atmel
Эта серия учебных пособий разработана специально для начинающих. Если вы новичок и хотите поиграть с крутыми электронными вещами, то вы найдете это очень полезным. Эта серия руководств по AVR для начинающих охватывает всю информацию о микроконтроллерах. Я также сосредоточусь на проектах, и вместе мы будем делать различные проекты, используя концепции. Кроме того, я попытаюсь объяснить о различных типах проблем, с которыми обычно сталкиваются, когда вы новичок.Просто оставайтесь и получайте удовольствие.
Программное обеспечение, необходимое для обучения AVR для начинающих
Требуемый компонент
Хотя эти компоненты могут не понадобиться какое-то время, я бы рекомендовал приобрести хотя бы эти компоненты как можно скорее. Все ссылки ведут на Amazon.in.
9 9 9 16 × 2 LCD USB ASP Programmer ATMEGA 160002 Jumper Wire Поскольку большинство микроконтроллеров запрограммировано на языке C, я бы посоветовал вам иметь базовые знания языка программирования C .Если вы понятия не имеете о языке C, пожалуйста, изучите его до Loop, а затем возвращайтесь. Кроме того, я бы порекомендовал узнать о базовом преобразовании чисел (из шестнадцатеричных-десятичных-двоичных) для лучшего понимания статей. Чтобы дать общее представление о микроконтроллере, микроконтроллер рассматривается как КОМПЬЮТЕР НА ЧИПЕ . Это означает, что все периферийные устройства и микропроцессор интегрированы в сам чип.Эти устройства включают память, таймер/счетчик, порты ввода-вывода, аналого-цифровой преобразователь. Микроконтроллеры обычно предназначены только для конкретной задачи. Масштаб и применение микроконтроллеров невообразимы. Вы можете найти их в микроволновых печах, автомобилях, телевизорах и т. д. Как и компьютер, микроконтроллер может выполнять набор инструкций в виде программы. Я буду использовать язык программирования C. Atmega, 16-контактная схема AVR Atmega 16 Microcontroller — это высокопроизводительный микроконтроллер с низким энергопотреблением.Atmega 16 может работать на максимальной частоте 16 МГц. с помощью внешнего кварцевого генератора. Максимальная внутренняя частота у него составляет 8 МГц. У него 16Кб флэш-памяти, поэтому он и называется Atmega 16. Интересно, сколько памяти должно быть у Atmega 32? Atmega 16 — микроконтроллер с 40 выводами. 32 различных линии ввода/вывода разделены на 4 разных порта, а именно порт A, порт B, порт C и порт D. Некоторые контакты мультиплексированы и могут выполнять более одной функции. Например, PD2 (вывод-16) вместе с выводом ввода-вывода также является выводом прерывания.Я расскажу о функции каждого контакта в следующем уроке. На данный момент контакт 10 предназначен для Vcc, контакт 11 — для заземления, контакты 12 и 13 — для внешнего кварцевого генератора, а контакт 9 используется для сброса микроконтроллера Atmega 16. Еще один небольшой факт о микроконтроллере AVR – это положение Ground и Vcc. Если кто-то по ошибке подключит эту микросхему напротив того, как это должно быть, положение Vcc и Ground останется прежним, и из-за этого микроконтроллер AVR не будет поврежден (я знаю, это круто). AVR — это семейство микроконтроллеров, разработанное Atmel в начале 1996 года, к которому относятся многие микроконтроллеры. У них схожая внутренняя архитектура, и из-за схожей архитектуры у них также есть похожие программы. Atmega 16 — микроконтроллер семейства AVR. Некоторые другие микроконтроллеры включают Atmega 32, Atmega 328, Atmega 8 и т. д. Это важно, потому что в следующей серии уроков по AVR для начинающих я покажу вам, как контролировать и использовать каждый контакт.Все это важно знать для сопряжения различных датчиков, устройств ввода-вывода, последовательных устройств и т. д. Из следующего руководства я бы порекомендовал вам, ребята, установить программное обеспечение — Atmel Studio 6.0 (среда, которую мы собираемся программировать) , Proteus (симулятор). 23 | A b e g o n n e r ‘u u d e to o v r r i r i I G I G I G G RUP G M ECHatronics и Robotics Lab Национальный институт технологии Calicut прерывания Это самый простой модуль, доступный в ATmega 16 для настройки.Интересно не правда ли? Итак, , что это за прерывание? В предыдущем разделе, когда мы создали функции для отправки и получения данных, я упомянул, что зацикливание в цикле while до тех пор, пока не будет выполнено определенное условие, , не является хорошей идеей. Нам нужно найти альтернативу для опроса, и ответ — это прерывания. Когда происходит прерывание, микроконтроллер приостанавливает нормальный поток кода и переходит к специальной функции, содержащей некоторый специальный код, который необходимо запустить при возникновении прерывания.Как только эта специальная функция полностью запущена, нормальный поток кода возобновляется. То есть нам больше не нужно ждать опроса. Вместо этого мы можем каким-то образом включить прерывание, чтобы аппаратное обеспечение инициировало выполнение требуемого набора кода на себе, когда условие выполнено. Давайте посмотрим на это под другим углом, чтобы сделать использование прерываний более очевидным для вас. Микроконтроллеры выполняют инструкции в той последовательности, в которой написана программа .Но иногда это может потребоваться для обработки событий с высоким приоритетом, например, отказ источника питания. В этом случае нам нужно принять меры предосторожности, чтобы убедиться, что все несохраненные данные сохранены в памяти. Прерывание может помочь нам обнаружить сбой блока питания . Это прервет нормальное выполнение программы и выполнит специальную функцию . Эта функция известна как подпрограмма обслуживания прерываний. Таким образом, процедура обслуживания прерывания (ISR) позаботится о том, чтобы данные были сохранены, а затем возобновилось нормальное выполнение программы с того места, где программа была прервана. Прерывания в ATmega можно разделить на две основные группы: 1) Внутренние прерывания 2) Внешние прерывания Внутренние прерывания — это прерывания, которые генерируются некоторыми модулями внутри микроконтроллера. Например, модуль UART можно настроить на прерывание при получении нового байта данных. Или его можно настроить на прерывание, когда текущая передача завершена и передатчик готов к приему новых данных для связи .Как и модуль UART, большинство других модулей имеют прерывания. Эти прерывания называются внутренними прерываниями и заботятся о состояниях внутри микроконтроллера , о которых нам нужно часто заботиться. А что, если нам нужно проверить конкретное состояние , которое является внешним по отношению к микроконтроллеру. Скажем блок питания сбой, который мы рассмотрели в примере выше. Нам нужно принять ввод, который указывает на наличие источника питания, и сгенерировать ввод, когда его нет. Внешние прерывания приходят нам на помощь. На микроконтроллере есть четыре контакта, которые можно использовать для обнаружения внешних прерываний, а именно RESET, INT0, INT1 и INT2. СБРОС считается прерыванием, даже если программа не возобновляется после сброса. Мы разработали полное руководство по изучению микроконтроллера AVR — учебное пособие, в котором рассказывается об архитектуре, диаграмме выводов, как программировать микроконтроллер avr, как работать с АЦП avr, как работать с SPI avr, интерфейсом ЖК-дисплея с avr. , библиотека avr gcc, как работать с внешними прерываниями, как установить связь USART и т.д.Мы также разработали простой проект, чтобы попробовать свои силы — схема частотомера, построенная с использованием AVR Atmega8. Вся серия статей для этого туториала была разработана нашим молодым автором Rakesh Bute . Мы должны ему миллион благодарностей за неоценимые усилия, которые он приложил для разработки этого полного руководства по изучению микроконтроллеров Avr. Глава 1: Микроконтроллер AVR – Введение в Atmega32 В этой главе вы познакомитесь с микроконтроллерами AVR.Atmega32 — 8-битный контроллер серии avr, выпускаемый корпорацией Atmel. В этой главе вы узнаете о схеме выводов atmega32, конфигурациях выводов, номерах выводов, архитектуре atmega32, выводах цифрового ввода/вывода, внутреннем АЦП avr, 3 таймерах avr. Кроме того, доступна ссылка на техническое описание atmega32 для дальнейшего ознакомления. Глава 2:- Как работать с AVR Studio? Компилятор и IDE для микроконтроллеров серии AVR Эта глава знакомит вас с компилятором и IDE для микроконтроллеров серии Avr.Вы можете узнать об Avr Studio 4 и Avr Studio 5. Вы также узнаете о микроконтроллерах, поддерживаемых Avr Studio 4 и 5. Кроме того, вы можете получить некоторую информацию о написании программ на языке ассемблера, на встроенном C и т. д. Глава 3:- Как записать свои программы на контроллер AVR Atmega 32? Сделайте свой собственный системный программатор Чтобы заставить микроконтроллер работать так, как вы хотите, вы должны сначала написать для него программу (именно поэтому вы узнали о компиляторах и IDE в главе 2).Затем вы должны загрузить программу в свой контроллер. Вы можете сделать это, используя свой ПК, записывающее оборудование (называемое схемой программатора) и специальное программное обеспечение, которое облегчает связь между вашим ПК и вашим записывающим оборудованием. В этой главе вы узнаете все об этом — как записать программу на ваш контроллер Avr, как создать ISP (системный программатор) для вашего Avr Atmega32, как использовать программное обеспечение ponyprog для загрузки программ с вашего ПК на ваш контроллер Avr. и т.д. Глава 4:- Обзор библиотеки AVR GCC В главе 2 вы узнаете о компиляторе для микроконтроллера Avr Avr Studio.В этой главе вы узнаете о важных файлах заголовков, которые вы можете использовать в Avr Studio. Компилятор Avr Studio оптимизирован почти до стандартов ANSI C. Это упрощает программирование для Avr для любого, кто хорошо владеет языком C (Embedded C). Глава 5:- Введение в Atmega8 Atmega8 — еще один микроконтроллер из семейства Avr, который по своим характеристикам очень похож на Atmega32, но стоит дешевле. В этой главе вы можете узнать о схемах выводов, сходных характеристиках Atmega32 и Atmega8, внутренней архитектуре, выводах ввода-вывода, прерываниях, таймерах, методах связи и т. д. Глава 6:- Как работать с цифровым вводом/выводом (I/O) в контроллерах Avr (ввод/вывод) — это основная часть любого микроконтроллера. В этой главе вы узнаете об использовании цифрового ввода/вывода в микроконтроллерах Avr. Это объясняется с помощью базовой схемы, которая может светить парой светодиодов. Вы найдете 4 основные программы, написанные на встроенном C , которые используют цифровой ввод/вывод в контроллерах Avr. Итак, в этой главе вы найдете программу для мигания светодиода (с задержкой), программу для включения светодиода с помощью кнопочного переключателя, программу для генерации последовательности для управления шаговым двигателем и программу для считывания нажатия клавиши (устранение дребезга клавиш). Глава 7:- Как подключить ЖК-дисплей к микроконтроллеру AVR В этой главе вы научитесь подключать ЖК-дисплей к микроконтроллеру AVR. Автор предоставил принципиальные схемы для подключения ЖК-дисплея к контроллерам Atmega8 и Atmega32. Программы, необходимые для сопряжения LCD с Avr, разрабатываются с использованием встроенного C . Ближе к концу этой главы вы увидите несколько реальных фотографий «взаимодействия ЖК-дисплея с Avr». Вы также можете найти ссылку на статью о ЖК-дисплеях .Эта заметка о ЖК-дисплеях поможет вам получить много глубоких знаний о символьных ЖК-дисплеях. Глава 8:- Стандартная библиотека и форматирование строк в Avr Эта глава больше похожа на продолжение главы 4 ( Обзор библиотеки Avr Gcc ). В этой главе вы познакомитесь со стандартными библиотечными функциями, такими как printf, scanf и т. д. Для объяснения концепций здесь используется та же самая программа взаимодействия с ЖК-дисплеем. Таким образом, вы должны следовать главе 7, чтобы получить представление об этой главе. Глава 9:- Как работать с кристаллом 32K и микроконтроллером AVR В некоторых случаях необходимо добавить к микроконтроллеру внешний кристалл, особенно для приложений, требующих точной синхронизации. В этой главе рассказывается, как добавить внешний кристалл 32K к вашему контроллеру Atmega8. Вы можете посмотреть видео схемы, реализованной на практике. Глава 10:- Как работать с последовательным периферийным интерфейсом (SPI) в микроконтроллерах Avr В этой главе рассказывается, как использовать SPI (последовательный периферийный интерфейс) в контроллерах Avr для облегчения последовательной связи между устройствами.В этой главе вы узнаете, как настроить систему передачи и приема и как эффективно настроить связь между системами. Показан пример с принципиальной схемой и программой, в которой строка символов отправляется на ЖК-дисплей для отображения. Глава 11:- Как установить связь между ПК и контроллерами Avr с помощью USART В этой главе вы узнаете, как установить связь между вашим персональным компьютером и вашим AVR Atmega8 с помощью модуля USART.USART — это аббревиатура от универсального синхронного асинхронного передатчика и приемника и один из ранее разработанных протоколов связи. Глава 12:- Как работать с внешними прерываниями в микроконтроллере Avr В этой главе вы узнаете о «внешних прерываниях» и о том, как с ними работать в Avr. Вы научитесь писать ISR (процедуры обслуживания прерываний) для определенного типа событий прерывания, как писать программу на языке C и т. д. Глава 13:- Как работать с блоком АЦП в микроконтроллерах Avr Контроллеры Avr, которые мы использовали в этих руководствах, Atmega8 и Atmega32, поставляются со встроенным АЦП. В этой главе вы узнаете, как работать с внутренним АЦП контроллеров Avr. Итак, мы заканчиваем руководство по микроконтроллеру Avr в главах 13 . Мы знаем, что это не полный учебник. Но мы будем работать над улучшением всех этих статей, добавляя более актуальную информацию и эксперименты.Поэтому, пожалуйста, продолжайте обращаться к этому руководству в будущем. Мы добавляем простой проект с использованием контроллеров Avr, в котором вы можете применить знания, полученные из этих руководств. Цепь частотомера с использованием контроллера AVR Atmega8 В этом проекте вы можете сделать устройство/систему подсчета частоты. Мы разработали это с использованием микроконтроллера Avr Atmega8. Мы предоставили полную принципиальную схему, программные коды и другую необходимую информацию, чтобы воплотить этот проект в жизнь. Комплект STK200 AVR, разработанный Kanda для микроконтроллеров Atmel AVR и ATmega, является наиболее успешным микроконтроллером.
комплект КОГДА-ЛИБО произведен. По всему миру было продано более 30 000 комплектов STK200 для разработки встраиваемых систем и
обучение микроконтроллеров с помощью Atmel AVR. Теперь Kanda обновила и улучшила этот классический комплект для разработки STK200 AVR. Обзор различных стартовых комплектов и плат Программатор также будет работать с AtmelStudio 5, 6 и 7, а примеры проектов можно импортировать в AtmelStudio7, который можно загрузить с сайта Atmel. Подробнее о Студии в новом окне.
Это серия видео- и практических занятий, посвященных основам разработки микроконтроллеров AVR ® . Проекты разрабатываются с нуля с использованием таблицы данных, AVR LibC и более поздних заметок о приложении в качестве основных ссылок на программирование (START не используется). Автономное обучение можно загрузить как «Примечание по применению AN17644 — Начало работы с микроконтроллером AVR» , которое содержит следующие проекты: Вы также можете получить доступ к этому обучению из базы данных Atmel START. Этот тренинг представляет собой комбинированное решение упомянутых выше проектов. В этом комбинированном решении добавляется код оптимизации энергопотребления, спящий режим выбирается как POWERDOWN, считывается канал 0 АЦП и генерируется ШИМ на PB1 с использованием TC1. После инициализации периферийных устройств устройство переходит в спящий режим и выходит из спящего режима по прерыванию PB7 по смене контакта. При нажатии SW0 (PB7) на ATmega328PB устройство просыпается, затем считывает канал ADC0 и ждет 10 секунд.В это время наблюдается затемнение светодиода на PB1 (подключите PB1 к PB5 на ATmega328PB Xplained Mini). Через 10 секунд устройство снова переходит в спящий режим. Все вышеперечисленное является уважительной причиной для записи на этот курс. Научиться программировать микроконтроллер, по сути, научиться говорить микроконтроллеру, что делать. В наши дни микроконтроллеры есть почти везде. От умных часов, которые вы носите, которые подсчитывают калории за ваш шаг, до стиральной машины, которая стирает и сушит вашу одежду.Холодильник и кондиционер, которые регулируют температуру вашей еды и вашей комнаты соответственно, смартфон в вашем кармане, который позволяет вам оставаться на связи со всем миром. Вся электроника в наши дни имеет какой-то контроллер. Двигаясь вперед, наша бытовая техника и гаджеты станут намного умнее благодаря развитию искусственного интеллекта и машинного обучения и их внедрению в нашу повседневную жизнь (Alexa, Google Assistant). Таким образом, для выпускников технических специальностей и энтузиастов в этой области становится очень важно укрепить свои фундаментальные знания, прежде чем переходить к более сложным вещам. Atmel и Microchip — два крупнейших производителя микросхем в отрасли. Они производят одни из самых популярных чипов и имеют одно из самых больших сообществ. Они оба имеют отличные линейки 8-битных чипов, которые подходят для начинающих. У Microchip есть семейство микроконтроллеров PIC, а у Atmel есть AVR. В сообществе ведутся споры о том, что лучше. Но, на мой взгляд, обе архитектуры имеют свои достоинства. Примечание: В январе 2016 года Microchip приобрела Atmel за баснословные 3 доллара.56 миллиардов. Для этого курса я выбрал AVR по разным причинам. Atmel создает микросхемы семейства AVR, в которое входят ATmega168 и ATmega328. Эти и другие микросхемы серии AVR также используются для питания широко популярных плат Arduino. Таким образом, в целом гораздо проще и дешевле приобрести микроконтроллер серии AVR, чем PIC. Широкая доступность, экономичность и большой пул ресурсов и сообщества в Интернете — вот несколько причин моего выбора. В конце этого курса я стремлюсь сделать вас достаточно уверенными, чтобы начать создавать свои проекты в области электроники и встраиваемых систем с использованием микроконтроллеров серии AVR. По крайней мере, я хотел бы заинтересовать вас, чтобы вы могли рассматривать Embedded System как карьеру или хобби. В этом постоянно растущем быстрорастущем мире есть чему поучиться, испытать и чем поделиться. Для любого количества функций, которые могут выполнять микроконтроллеры, существует столько же различных вариантов выбора процессора. Существуют 8-, 16- или 32-битные процессоры. Существуют различные архитектуры, такие как 8051/C51/C52, PIC, AVR, ARM, выделенные процессоры DSP и т. д. Выбор правильной линейки процессоров может быть запутанной, если не сложной задачей. Как новичок в программировании процессоров, некоторые критерии, вероятно, очевидны… Какие процессоры имеют недорогие инструменты программирования, хорошо документированы, имеют множество исходных кодов, доступных в Интернете? Ответом для многих новичков часто являются некоторые распространенные 8-битные процессоры, такие как AVR от Atmel или процессоры PIC от Microchip.[Arduino также является вариантом … подробнее об этом позже.] Я работал со многими архитектурами микроконтроллеров и обнаружил, что 8-битные процессоры Atmel AVR очень просты в программировании, имеют недорогие инструменты программирования устройств, имеют бесплатную IDE. * в котором можно программировать, и есть очень активное интернет-сообщество программистов всех уровней знаний, которые помогут вам, когда вы застряли. Также здорово, что есть инструменты программирования, доступные для написания кода на C, C++, ассемблере и даже на Basic. Для начала вам понадобится программатор. Это физическое устройство, которое подключается между компьютером [обычно через USB] и микроконтроллером. Программист может предлагать различные функции, такие как возможность отладки вашего кода внутри схемы или использование специальных режимов программирования с высоким напряжением [очень полезно для восстановления неправильно запрограммированного чипа]. Но основная обязанность программиста — записать ваш скомпилированный код во флэш-память процессора для постоянного хранения.Микроконтроллеры Atmel допускают минимум 10 000 операций записи, так что вы можете практически бесконечно перепрограммировать чип. Atmel предлагает два очень недорогих варианта: AVRISP MKII и AVR Dragon. AVRISP MKII — это программатор стоимостью около 30 долларов, который позволяет вам программировать чип, даже если он находится в целевой схеме [ISP означает внутрисистемный программатор]. AVR dragon предлагает гораздо больше функций, включая отладку, которой нет в AVRISP MKII. AVR Dragon поддерживает более широкий список устройств, включая линейку 32-разрядных процессоров Atmel AVR.AVR Dragon также поддерживает режимы HVSP и HVPP [высоковольтное последовательное или параллельное программирование]. Одной из особенностей AVR Dragon является то, что он не поддерживает протокол Atmel TPI [Tiny Programming Interface] для программирования некоторых из самых маленьких процессоров AVR ATTiny… для этого вам понадобится AVRISP MKII. Вам также понадобятся некоторые процессоры для работы. Я бы предложил начать с ATTiny24 или ATTiny44. Это 14-контактные DIP-процессоры, совместимые с макетами, которые поддерживаются как AVRISP MKII, так и AVR Dragon.Они имеют 2k/4k flash программную память, 128/256 байт RAM, один 8-битный и один 16-битный таймер, тактовую частоту до 20 МГц, 8 каналов АЦП [аналогово-цифровой преобразователь], работают в диапазоне 1,8-5,5 VDC, поддержка внешних прерываний, последовательная связь [включая SPI], несколько режимов ШИМ. Это просто универсальные процессоры для многих проектов. Они также недороги, всего ~ 2 доллара за штуку в единичных экземплярах. Если ATTiny недостаточно мощен для вашего конкретного приложения, процессоры ATMega, вероятно, вам подойдут.Большинство Arduinos используют ATMegas в качестве своего мозга. Говоря об Arduino — как насчет того, чтобы вместо этого начать работу с Arduino? Я лично не использовал Arduino. Я знаю, что у них очень живое и активное сообщество энтузиастов. Я знаю, что существуют обширные библиотеки кода, позволяющие быстро мигать светодиодами. Но как только вы замигаете своим первым светодиодом, где вы останетесь? Вы несколько застряли на платформе Arduino. Это отличный способ научиться программированию микроконтроллеров и физическим вычислениям в целом.Но я лично считаю, что это запутывает базовую архитектуру MCU от программиста таким образом, что оставляет программиста без понимания того, как на самом деле работает код. Я также понимаю, что скомпилированный код Arduino относительно медленный и раздутый по сравнению с написанием кода на «голом железе» C… но у меня нет личного опыта работы с Arduino, поэтому я не могу подтвердить это. Я чувствую, что если вы можете запрограммировать Arduino, вы можете запрограммировать AVR без фреймворка Arduino. Вероятно, нужно просто немного больше прочитать и понять техническое описание процессора, что неплохо. Итак, вот краткий список товаров, которые можно приобрести у одного из моих любимых дистрибьюторов электронных компонентов, Mouser: Есть и другие компоненты, которые вам, вероятно, понадобятся, если у вас их еще нет, такие как источник питания 5 В постоянного тока, различные резисторы, конденсаторы, потенциометры, кристалл 20 МГц, если вы хотите запустить чип на полной скорости [вы можете запустить до 8 МГц без одного], светодиоды, перемычки и т.
Микроконтроллер AVR-введение
Разница между AVR и ATMEGA 16
Почему все это важно знать?
Связанные (PDF) Руководство для начинающих по AVR
Учебное пособие по микроконтроллеру AVR. Узнайте, как сделать проект AVR в 13 главах
Простой проект с использованием AVR
Курс микроконтроллеров STK200 для начинающих AVR Board and Development Kit
Микроконтроллер AVR для начинающих
См. улучшенный продукт-заменитель STK200-X Альтернатива Arduino
Arduino — это простая система разработки. Это отличный способ быстро запустить ваш конкретный проект, особенно если кто-то уже сделал
что-то похожее, но вы мало знаете о микроконтроллерах. В качестве альтернативы Arduino STK200 требует больше работы.
но вы узнаете о микроконтроллерах, средах разработки, языке ассемблера и программировании на C, программистах AVRISP и обо всех основах. Канда разработала его, чтобы он подходил для начинающих, таких как Arduino, но вы будете гораздо лучше понимать, как только вы
завершил этот курс микроконтроллеров. STK200 Основные характеристики
STK200 предназначен для всех, от начинающих до опытных инженеров, и включает в себя все программное, аппаратное обеспечение и информацию.
требуется для разработки AVR, с курсом микроконтроллеров для начинающих — идеальный способ изучить микроконтроллеры.
STK200 является недорогим решением и не включает эмулятор. В AVRStudio есть симулятор для базовой эмуляции и ISP.
Программатор используется для запуска кода на плате. STK200 AVR Dragon включает эмулятор. Основные характеристики платы STK200
Комплект STK200
STK200 не включает блок питания, но может питаться от программатора AVRISP
Программатор может питать плату, включая клавиатуру и ЖК-дисплей, но если вы хотите подключить много дополнительных периферийных устройств, вам может понадобиться блок питания.Любой блок питания с цилиндрическим разъемом 2,1 мм, 9-15 В постоянного тока или 6-12 В переменного тока будет работать с платой.
См. сопутствующие товары ниже для универсального настенного трансформатора на 9 В.
Поддержка микроконтроллера
См. Комплект STK300 для поддержки разъемов для 64-контактных микроконтроллеров, таких как ATmega128, ATmrga2561. Операционные системы
Сведения о программном обеспечении — комплект STK200
Application Builder — комплект разработки STK200
Среда разработки приложений STK200 использует мастера для создания кода настройки для таймеров, UART, USART, ADC, SPI, портов, сторожевого таймера и прерываний.
Также можно настроить указатель стека, доступ к внешней SRAM и другие функции микроконтроллера. Позволяет быстро создавать шаблоны исходного кода,
примеры кода и процедуры тестирования, которые помогут вам быстро приступить к работе.Включает код установки загрузчика.
Студия AVR
Мы включили последнюю версию среды разработки Atmel Studio 4 с разрешения Atmel Corp. В ней есть все, что вам нужно.
включая полноценный редактор, ассемблер и симулятор для всех устройств. Это лучшая система разработки от любого производителя полупроводников
долгим путем. Программатор ISP интегрирован в Studio или может работать отдельно с использованием собственного программного обеспечения.
Неограниченный компилятор WinAVR C
WinAVR GNU C-компилятор AVRGCC интегрируется в среду разработки Studio, позволяя разрабатывать проекты на C или ассемблере.
АВРИСП
Интернет-провайдер использует USB-порт и включает автоматическую установку. Он интегрирован в Studio 4 и может быть легко добавлен в Studio 5, 6 или 67.
полная инструкция в комплекте. Программное обеспечение имеет
Руководства, схемы, образцы кода и т. д.
Помимо руководства по началу работы есть схемы плат, описания устройств и руководства. Также есть 2 книги по
Программирование микроконтроллера и на Программирование встроенного C на компакт-диске. Существует также ряд файлов примеров кода,
охватывающий базовый ввод/вывод, UART, ЖК-дисплей, внешнюю память и другие темы.
Принадлежности для стартового набора
У нас есть ряд аксессуаров, которые подключаются непосредственно к разъемам портов на плате STK200. Примеры кода находятся на компакт-диске
для всех аксессуаров.Имеются дополнительные перемычки для простого подключения собственных плат. Внешний источник питания
не требуется, если вы не добавите много дополнительных цепей, так как программатор может питать плату до 100 мА. Начало работы с микроконтроллерами AVR®
В серии видеороликов представлены несколько периферийных устройств AVR, включая GPIO, таймер/счетчик, USART и АЦП. В процессе обучение развивается в направлении создания примерного приложения, которое замеряет аналоговый датчик освещенности с помощью АЦП, а затем пропорционально обновляет рабочий цикл ШИМ на основе показаний датчика АЦП. Затем усредненное значение датчика отправляется через USART на терминал ПК.
Стартовый проект Atmel — Начало работы с микроконтроллером AVR ПОДДЕРЖИВАЕМЫЙ НАБОР ДЛЯ ОЦЕНКИ
ЗАПУСК ДЕМО ПРОЕКТА START
Учебное пособие по микроконтроллерам AVR для начинающих
Зачем вам изучать микроконтроллеры AVR?
Почему микроконтроллеры AVR?
Почему вам стоит записаться на этот курс?
Начало работы с 8-разрядными микроконтроллерами Atmel AVR
Микроконтроллеры — совершенно замечательные маленькие технологические элементы.Их можно запрограммировать на выполнение множества функций, таких как оцифровка аналоговых сигналов для обработки, управление освещением или двигателями, считывание показаний датчиков, создание музыки или практически любая вообразимая задача при наличии достаточной вычислительной мощности. Как программист настольных и серверных систем, написание кода, освобожденного от ограничений в основном стационарного компьютера общего назначения, очень увлекательно и привлекательно для меня. Эти маленькие процессоры в основном живут в своем маленьком микрокосме. И некоторые из них могут быть действительно крошечными. * Бесплатная среда разработки Atmel AVR Studio предназначена только для Windows.Для разработки AVR доступно множество других наборов инструментов
.
AVRISP MKII
AVR Dragon
ATTiny44
Макетная плата
