Avr микроконтроллеры: учимся создавать проекты

2: AVR микроконтроллер и STM32 различая — введение микроконтроллеров AVR

AVR микроконтроллер является более новым однокристальный микрокомпьютер запущен в ATMEL, который имеет значительную особенность высокой производительности, высокая скорость, низкое энергопотребление. Отменяется машинный цикл, с такт как цикл команд, и выполняет задание проточной воды. Инструкция AVR микроконтроллера в единицах, а большинство инструкций одиночные инструкции цикла. Один цикл может быть реализована либо эта функция инструкции при заполнении чтения следующей инструкции. Обычно тактовая частота составляет от 4 до 8 МГц, поэтому самое короткое время выполнения команд составляет от 250 до 125 нс. AVR одна микросхема может быть сравнительный однокристальный микрокомпьютер, основные черты:

Функции:

1. серия AVR не имеет структуру, похожую на аккумулятор А, который является в основном через R16 до R31 регистров для реализации функции. В AVR, нет указателя данных DPTR, как 51 серии, но завершаются X (состоящий из R26, R27), Y (состоящие из R28, R29), Z (состоящие из R30, R31) трех 16-битовых регистров. функция указателя данных (эквивалент трех наборов DPTR), а также может работать после того, как приращение или первого сокращение, а все логические операции должны быть выполнены в в серии 51 и AVR может быть два Существует регистр между регистрами , экономя заднюю часть и обратно в а, что лучше, чем 51 серии.

выделенный регистр 2. AVR сосредоточен в 00 \ 3F интервалов адресов, и нет необходимости выполнять выбор dilactors как PIC, которая проста в использовании, чем ПОС. Адрес интервал ОЗУ AVR в чипе-\ 00df (AT90S2313) и 0060 \ 025F (AT90S8515, AT90S8535), который занимает адрес пространства данных, который используется только для хранения данных, как правило, не имеет общее назначение функция регистра. Когда программа сложна, общий регистр R0 ~ R31 не хватает, а серия 51 больше, чем 128 (в 4 раза AVR), который не имеет этого чувства при программировании.

3. контактный AVR ввода / вывода похожи на ПОС, который также использует регистр направления для управления ввода или вывода, в котором выходной ток высокого уровня составляет около 10 мА, а ток низкого уровня всасывания 20 мА. Несмотря на то, что это не так хорошо, как ПИК, она по-прежнему отлично, чем серии 51 …

недостаток:

1. Да, нет никакой операции бит, все управление и суда соответствующего бита регистра в виде байта.

2. C языка и 51 языка C имеют большое значение, что делает друг от начала обучения 51 одинарных микрокомпьютеров чипа.

3. Общий регистр имеет в общей сложности 32 (R0 ~ R31), и первые 16 регистров (R0 ~ R15) не могут быть непосредственно связаны с непосредственным числом немедленного, так что универсальность уменьшилась. В серии 51, все его регистры общего назначения (адрес 00 \ 7FH) может быть решено с немедленным числом, очевидно, лучше, чем первая.

Используйте большинство устройств: atuc64l3u, atxmega64a1u, AT90S8515

Каждый MCU имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с другими 8-битными микроконтроллерами, крупнейшей особенностью AVR 8-разрядный микроконтроллером есть.:

● структура Гарварда, с оперативной способностью высокоскоростной 1MIPS / МГц;

● Ультра функция сокращенным набором команд (RISC), общего назначения, рабочие регистры 32, имеющие преодолеть узкое место в качестве одного ACC 8051 MCU обработки результата;

● регистровый файл быстрого доступа, инструкция однотактный, значительно улучшая целевой размер кода, эффективность, очень большую часть типа FLASH, особенно подходящий для разработки языка высокого уровня;

● Когда PIC в качестве выхода HI / же низкого уровня, 40 мА выхода (один выход) может быть установлен на вход с высоким содержанием трубного сопротивления в качестве ввода ввода или подтягивающего резистора, содержащий возможности тока тока до 20 мА;

● множество частот в пределах интегральной схемы RC генератора, сброс мощности автоматически, сторожевой, задержка запуска и другие функции, периферийная схема является более простой, более стабильным и надежной система;

● наиболее обильны АРН чип ресурсов: с E2PROM, PWM, RTC, SPI, UART, TWI, ISP, AD, аналоговый компаратор, WDT и тому подобное;

● В дополнение к большинству функций AVR ISP, там функция IAP, легко обновление или уничтожение вашего приложения.

● экономически эффективно.

Применение микроконтроллеров

Как уже было сказано выше, сегодня микроконтроллеры применяются почти во всех электронных устройствах: игрушках, утюгах, стиральных машинах, автомобилях, да вообще везде.

Даже в основе таких приборов для промышленной автоматизации, как ПЛК, используются микроконтроллеры.

Микроконтроллеры используются в оборонной промышленности. К таким микроконтроллерам очень высокие требования. И цена их соответствующая. МК для оборонки, которые производятся в России, стоят от 15000 рублей за штуку и выше. Сравните с простейшими МК для гражданки — от 50 рублей.

В космической технике МК также используются. К ним требования ещё выше. Например, они должны быть устойчивы к радиации и низким температурам. Про их стоимость я ничего не знаю. Но, думаю, что она самая что ни на есть “космическая”.

1. Какой микроконтроллер выбрать для работы?

PIC
AVR
MSP430
ARM

В промышленности, несколько иначе, первое место с большим отрывом занимает Renesas Electronics
на втором Freescale
, на третьем Samsung
, затем идут Microchip
и TI
, далее все остальные.Популярность определяется ценой и доступностью, немалую роль играют наличие технической информации и стоимость программного сопровождения.

Мы будем изучать 8-битные микроконтроллеры AVR, семейства ATMEGA 8 и 16 серии
. Выбор определился, опять же доступностью, наличием множества любительских разработок, огромным количеством учебного материала. Наличием разнообразных встроенных компонентов и функциональностью этого семейства.

Что такое микропроцессор?

Под микропроцессором
принято понимать микросхему, основным компонентом которой является кристалл из кремния или другого полупроводника. По сути, это в несколько раз более мощный, чем тот, что установлен в микроконтроллере, вычислительный чип. Но на этом сходства между рассматриваемыми типами электронных компонентов заканчиваются.

Микропроцессоры, как правило, не укомплектованы большим количеством дополнительных компонентов (как микроконтроллеры) и используют преимущественно внешние устройства в целях выполнения своих функций. Это могут быть модули ОЗУ, регуляторы напряжения или отдельные источники питания, порты ввода и вывода. В принципе, данные компоненты те же по назначению, что и в случае с контроллерами, но внешние. Однако, как и сам вычислительный чип микропроцессора, в большинстве случаев более производительные, чем те, что стоят в микроконтроллере.

Внутренних модулей у процессора немного. Как правило, современные модели электронных компонентов рассматриваемого типа содержат микросхему ОЗУ — из тех типов компонентов, что характерны для конструкции микроконтроллера. ПЗУ, регулятор напряжения, порты в структуре микропроцессора обычно отсутствуют.

Главное предназначение микропроцессора — сложные вычислительные операции. Поэтому он, как правило, обладает большой производительностью и инсталлируется в те девайсы, функционал которых ее требует. Например, в игровые приставки, ПК, мобильные устройства.

Подключение

Через микроконтроллер можно подключить к локальной сети любой девайс. В качестве таковой можно рассмотреть Ethernet. Прежде всего, определимся с понятиями.

Ethernet – это набор стандартов IEEE 802.3, которые описывают разнообразные технологии локальных сетей: общий канальный уровень и набор технологий физического уровня, включающий в себя для передачи информации оптоволокно, витую пару, коаксиал с различными скоростями.

Понять, как работает локальная сеть, можно через модель OSI. Она включает в себя несколько уровней:

Физический. Состоит из витой пары, драйверов и трансформаторов, по которым происходит передача данных.
Канальный. Через него передаются Ethernet-фреймы между узлами локальной сети.
Сетевой. По нему происходит передача пакетов. Они могут передаваться через несколько сетей, различающихся по технологиям физического и канального уровней.
Транспортный. Связывает узлы между собой. Перед отправкой данных транспортный уровень представляет их в виде пакета сетевого уровня и передает другому узлу. Он может отправлять и группы пакетов одновременно. Если используется протокол с установкой соединения, то перед отправкой транспортный уровень устанавливает соединение, контролирует его качество, а только потом передает пакет данных.
Прикладной. Решает прикладные задачи, те, ради которых создавался. С внешним миром он обменивается данными по стандартному или эксклюзивному протоколу.

Каждый из последующих уровней обслуживается предыдущим или нижележащим. Так образуются вертикальные межуровневые связи. Особенности обслуживания каждого уровня скрыты от остальных.

При взаимодействии двух сетей каждый из уровней одной сети контактирует с аналогичным уровнем другой. Так образуются горизонтальные связи.

Как установить WINAVR

Хотя Atmel Studio 7 полезная штука для написания кода, она не самый лучший выбор, когда речь идет о программировании устройств AVR с использованием инструментов с открытым исходным кодом. Поэтому, чтобы сделать жизнь проще на этапе компиляции и/или программирования, мы будем использовать WINAVR, которая также поставляется с AVRDUDE для загрузки нашего кода на устройства Atmega. Чтобы скачать WINAVR для Windows, просто нажмите на эту ссылку и выберите исполняемый exe-файл.

После скачивания запустите установщик и просмотрите все предложенные опции, пока программа не спросит вас про место установки.

Лучшее место для установки WINAVR — это рекомендуемое расположение: . Следующая опция спросит про компоненты и вы должны убедиться, что установлены все галочки (показано ниже).

После того, как кнопка установки нажата, установщик выполнит остальную часть работы, после чего установщик закроется.

Что такое микроконтроллер?

Под микроконтроллером
понимается электронный компонент, содержащий в себе основные аппаратные модули, необходимые для выполнения им своих функций. Такие как, например:

вычислительный чип;
модуль ПЗУ;
модуль ОЗУ;
таймер;
мосты;
регулятор напряжения;
порты ввода и вывода.

Таким образом, все соответствующие компоненты являются встроенными. Микроконтроллер, если он устанавливается в компьютере, чаще всего взаимодействует с другими аппаратными модулями ПК (например, жестким диском или оперативной памятью) напрямую и не применяет без особой надобности модули в ПК, аналогичные по назначению тем, что встроены в девайс.

Так, благодаря встроенному модулю, отвечающему за управление напряжением, микроконтроллер не требует адаптации внешнего напряжения к особенностям питания внутренних компонентов и в общем случае не использует внешних компонентов контроля над уровнем напряжения.

Микроконтроллеры, как правило, отвечают за какую-либо часть вычислительных операций. Например, если они стоят на ПК, это может быть чтение и запись данных, включение и выключение устройств, подключенных к ПК. Поэтому их производительность относительно невысока.

Часто микроконтроллер используется в приборах, в которых задействование микропроцессора не имеет особого смысла в силу его более высокой в большинстве случаев стоимости. Например, это может быть микроволновая печь, кондиционер или устройство, предназначенное для автоматического полива растений в саду. В составе отмеченных девайсов обычно присутствует самый простой по структуре микроконтроллер.

Основы программирования

Прежде чем приступать к программированию МК, нужно выбрать язык. Начинать лучше с Ассемблера. Хотя для понимания он достаточно сложен, но если приложить силы и все-таки понять его логику, то тогда станет ясно, что именно происходит в контроллере.

Если Ассемблер окажется сложен, то можно начинать с Си. Одной из сильных его сторон является то, что он хорошо переносит коды с одного вида МК на другой. Но для этого надо правильно все прописать, разделив рабочие алгоритмы и их реализации в машине по разным частям проекта. Это позволит переносить алгоритм в другой контроллер, переделав всего лишь интерфейсный слой, в котором прописано обращение к «железу», оставив рабочий код без изменений.

Далее действуют по следующей схеме:

Выбор компилятора и установка среды (подробнее о них писалось выше).
Запуск среды и выбор в ней нового проекта. Необходимо будет указать место расположения. Путь нужно выбирать наиболее короткий.
Настройка проекта. Классическим действием будет создание make-файла, в котором прописываются все зависимости. На первой странице указывают еще частоту работы МК.
Настройка путей. В них надо добавить директорию проекта. В нее можно добавлять сторонние библиотеки.
Постановка задачи.
Сборка схемы. На этом этапе надо соединить модуль USB-USART конвертера с аналогичными выводами МК. Это позволит прошить микроконтроллер без программатора. Нужно накинуть джамперы, соединяющие LED1 и LED2. Этим действием мы подключим светодиоды LED 1 и 2 к выводам PD4 и PD5.
Пропись кода.
Добавление библиотек и заголовков с определениями.
Главные функции. Язык Си состоит из одних функций. Они могут быть вложенными и вызываться в любом порядке относительно друг из друга и разными способами. Но все они имеют три обязательных параметра: 1) возвращаемое значение; 2) передаваемые параметры; 3) тело функции. В зависимости отданных, все возвращаемые или передаваемые значения должны быть определенного типа.
Компиляция и запуск эмуляции.
Отладка программы.

После того как прописали программу на языке Си, можно понаблюдать, как и что происходит в МК. Это поможет выстроить аналогию с программированием на Ассемблере.

Таблица: основное различия между микроконтроллерами AVR, ARM, 8051 и PIC

	8051	PIC	AVR	ARM
Разрядность	8 бит	8/16/32 бит	8/32 бит	32 бит, иногда 64 бит
Интерфейсы	UART, USART,SPI,I2C	PIC, UART, USART, LIN, CAN, Ethernet, SPI, I2S	UART, USART, SPI, I2C, иногда CAN, USB, Ethernet	UART, USART, LIN, I2C, SPI, CAN, USB, Ethernet, I2S, DSP, SAI, IrDA
Скорость	12 тактов на инструкцию	4 такта на инструкцию	1 такт на инструкцию	1 такт на инструкцию
Память	ROM, SRAM, FLASH	SRAM, FLASH	Flash, SRAM, EEPROM	Flash, SDRAM, EEPROM
Шинная архитектура	CLSC	Частично RISC	RISC	RISC
Архитектура памяти	Фон-неймановская	Гарвардская	Модифицированная	Модифицированная гарвардская
Энергопотребление	Среднее	Низкое	Низкое	Низкое
Семейства	Вариации 8051	PIC16,PIC17, PIC18, PIC24, PIC32	Tiny, Atmega, Xmega, спец. AVR	ARMv4,5,6,7 …
Производители	NXP, Atmel, Silicon Labs, Dallas, Cyprus, Infineon …	Microchip	Atmel (Microchip)	Apple, Nvidia, Qualcomm, Samsung Electronics, TI …
Стоимость	Низкая	Средняя	Средняя	Низкая
Популярные микроконтроллеры	AT89C51, P89v51	PIC18fXX8, PIC16f88X, PIC32MXX	Atmega8, 16, 32; вариации для Arduino	LPC2148, ARM Cortex-M0, ARM Cortex-M3, ARM Cortex-M7

digitrode.ru

Подключение

Понять, как работает локальная сеть, можно через модель OSI. Она включает в себя несколько уровней:

Физический. Состоит из витой пары, драйверов и трансформаторов, по которым происходит передача данных.
Канальный. Через него передаются Ethernet-фреймы между узлами локальной сети.
Сетевой. По нему происходит передача пакетов. Они могут передаваться через несколько сетей, различающихся по технологиям физического и канального уровней.
Транспортный. Связывает узлы между собой. Перед отправкой данных транспортный уровень представляет их в виде пакета сетевого уровня и передает другому узлу. Он может отправлять и группы пакетов одновременно. Если используется протокол с установкой соединения, то перед отправкой транспортный уровень устанавливает соединение, контролирует его качество, а только потом передает пакет данных.
Прикладной. Решает прикладные задачи, те, ради которых создавался. С внешним миром он обменивается данными по стандартному или эксклюзивному протоколу.

Компиляция программы

Написанный нами код на Си еще вовсе не понятен микроконтроллеру, поскольку МК понимает команды только в двоичной (или шестнадцатеричной) системе, которая представляет собой набор нулей и единиц. Поэтому Си-шный код нужно преобразовать в нули и единицы. Для этого применяется специальная программа, называемая компилятор
, а сам процесс преобразования кода называется компиляция
.

Для прошивки МК применяется устройство, называемое программатор
. В зависимости от типа программатора вход его подключается к COM или USB порту, а выход к определенным выводам микроконтроллера.

Существует широкий выбор программаторов и отладочных плат, однако нас вполне устроит самый простой программатор
, который в Китае стоит не более 3 $.

После того, как микроконтроллер прошит, выполняется отладка и тестирование программы на реальном устройстве или, как еще говорят, на «железе».

Теперь давайте подытожим этапы программирования микроконтроллеров.

При написании простых программ можно обойтись без второго пункта, т. е. без составления алгоритма на бумаге, его достаточно держать в голове.

Следует заметить, что отладку и тестирование программы также выполняют до прошивки МК.

Необходимый набор программ

Существует множество полезных и удобных программ для программирования МК. Они бывают как платные, так и бесплатные. Среди них можно выделить три основных:

1) Atmel Studio

2) CodeVisionAVR

3) WinAVR

Все эти программы относятся к IDE
– I
ntegrated D
evelopment E
nvironment – интегрированная среда разработки
. В них можно писать код, компилировать и отлаживать его.

Следует обратить внимание на Code Vision AVR. Эта IDE позволяет упростить и ускорить написание кода

Однако программа платная.

На начальном этапе программирования все программы лучше прописывать вручную, без каких-либо упрощений. Это поможет быстро приобрести необходимые навыки, а в дальнейшем хорошо понимать и редактировать под свои нужды коды, написанные кем-то другим. Поэтому я рекомендую использовать программу Atmel Studio. Во-первых, она абсолютно бесплатна и постоянно обновляется, а во-вторых она разработана компанией, изготавливающей микроконтроллеры на которых мы будем учиться программировать.

Шесть: AVR микроконтроллеры и STM32 отличают советы

Различные microcontrolles имеют свои преимущества и недостатки, и должны быть выбраны по мере необходимости. Выбор принципов микроконтроллера следующим образом:

1. Основные параметры одного чипа микрокомпьютер, такие как скорость, емкость памяти программы, количество контактов ввода / вывода

2. Усовершенствование однокристального микрокомпьютера, такие как сторожевой, двойной указатель, двойной последовательный порт, RTC (часы реального времени), EEPROM, RAM, расширенный CAN, интерфейс I2C, интерфейс SPI, интерфейс USB.

3. Вспышка и ОТП (однократно программируемой) предпочтительно мигать.

4. Пакет IP (Double List), PLCC (PLCC имеет соответствующий разъем) или patterner. DIP-пакеты могут быть удобны при выполнении экспериментов.

5. Диапазон температур Рабочих, промышленный класс или коммерческие машины. Если вы разрабатываете на открытом воздухе продукты, вы должны использовать промышленный сорт.

6. Потребляемая мощность, например, конструкция параллельного порта зашифрованных собак, сигнальная линия берет на себя ответственность обеспечить только несколько MA, потому что ПИК из-за низкое потребление энергии, а затем MSP430 тоже хорошо.

7. Рабочий диапазон напряжения. Например, дизайн пульта дистанционного управления телевизора, 2 rowless батареи, по крайней мере, быть в состоянии работать в 1.8-3.6V напряжения.

8. Каналы Экспресс открыты. Может применяться для образца, мелкосерийного покупка имеет место. Лучше всего, чтобы увидеть стандартный 51, и вы можете купить счетчик найти счетчик.

9. цена низкая.

10. Существует поставщик услуг, как толчок PHILIPS Чжоу Ли Гун, Shuanglong Компания толкает AVR, а также предоставляет много полезной технической поддержки, а горелка с покрытием имеет местный купил.

11. Стоимость горелки невысока. Если ICP (положить однокристальный в горелочном устройстве) используются ли существующая горелка, если это таблица после пакета, купить трансфер также очень дорого, по крайней мере, один два сотни. Если поставщик услуг Интернета (в системном программировании, то есть, сварка чип на плате, а затем программируется зарезервированный интерфейс ISP), общий ISP программист относительно дешев об одном или десять или даже десятков долларов.

12. Эмулятор дешево. Для микроконтроллеров типа флэш, эмулятор не обязательно. Но для OTP (одноразового) типа микрокомпьютера, тренажер должен быть приобретен или сданы в аренду.

13. ассемблер Однокристального знака и может поддерживать C языке. Среда программирования должна быть столь же легко, как Keil, или он по-прежнему бесплатно. 14. Веб-сайт быстро, информация богата. Включает в себя инструкцию чипа, руководство приложений, дизайн, примеры программы. Лучше всего иметь китайский, как Atmel.

15. Держите конфиденциальность, проверить черный список на профессиональном сайте дешифрования, а затем отправить консультацию почты, чтобы дешифровать цену.

16. Хорошо против вмешательства. Я изменил XXC52 к S52, я обнаружил, что против вмешательства уменьшилась, я должен был изменить его обратно.

17. Комплексные соображения установить вместе с другими периферийными чипами.

Экономика против микроэлектроники в России

Бизнес всегда стремится к тому, чтобы получить максимум прибыли с минимальными вложениями и рисками. Высокотехнологичный бизнес этим требованиям совершенно не соответствует. Он требует больших вложений, сроки его окупаемости крайне высокие, а в добавок еще присутствуют большие риски.

Некоторые государства повышают привлекательность высокотехнологичного бизнеса дотациями, госконтрактами в военной и гражданской сфере. Это дает некоторый толчок его развитию, особенно в ситуации, когда в стальном бизнесе остается мало места.

Производство микроэлектроники требует больших вложений средств

В России же низкотехнологичный бизнес по ряду причин может быть гораздо более прибыльным. В результате с экономической точки зрения разработка микроэлектроники является бессмысленным занятием, особенно в краткосрочной перспективе.

Способы связи компьютера и микроконтроллера Atmel

Чаще всего связь с МК устанавливается через COM-порт. На современных компьютерах и ноутбуках последовательного порта нет. Это вызывает необходимость использования USB-UART преобразователь, который распознаётся как виртуальный COM-порт.

Чтобы заливать прошивку в микроконтроллер, нужен либо этот преобразователь, либо специализированный программатор, например, AVRISP MKii – вы можете его собрать сами, но и в его составе есть микроконтроллер.

Происходит «каламбур»: для сборки программатора нужен программатор. Чтобы выйти из этой ситуации, используется специальный чип AT90USB162. Он, в свою очередь, при подключении к USB порту компьютера распознаётся как полноценное USB устройство, прошивку в которое можно загрузить с помощью утилиты Flip от Atmel.

Утилита Flip поддерживает программирование через следующие интерфейсы:

RS232;
USB;
CAN.

С помощью flip можно загрузить прошивку для программатора микроконтроллеров Атмела без использования COM-порта, а схема AVRISP mk II изображена ниже.

Для работы микроконтроллеров по интерфейсу UART (маркировка интерфейса – rs-232) в Atmel AVR выделен регистр UDR (UART data register), а настройки его работы хранятся в конфигурационных регистрах UCSRA, UCSRB и UCSRС. Настройки битов приемопередатчика Rx, Tx, кстати, хранятся в UCSRA.

Микроконтроллеры 8051

Микроконтроллер 8051 – это 8-битное семейство микроконтроллеров, разработанное Intel в 1981 году. Это одно из популярных семейств микроконтроллеров, которые используются во всем мире. Кроме того, этот микроконтроллер изначально назывался «системой на кристалле», поскольку он имеет 128 байт оперативной памяти, 4 Кбайт ПЗУ, 2 таймера, 1 последовательный порт и 4 порта на одном кристалле. Процессор может обрабатывать до 8 бит данных одновременно. Если данные больше 8 бит, то они должны быть разбиты на части, чтобы процессор мог легко их обрабатывать. Большинство микроконтроллеров серии 8051 различных производителей содержат 4 Кбайт ПЗУ, хотя объем ПЗУ может быть расширен до 64 Кбайт.

Микроконтроллеры 8051 используются в огромном количестве устройств, главным образом потому, что их легко интегрироватьв проект. Ниже перечислены основные направления их применения.

Во первых, это контроль электроэнергии: эффективные системы измерения облегчают контроль использования энергии в домах и производственных помещениях. Эти измерительные системы оптимальны для возможности интеграции микроконтроллеров.

Сенсорные экраны. Большое количество поставщиков микроконтроллеров включает сенсорные функции в свои устройства. Примерами сенсорных экранов на микроконтроллерах являются портативная электроника, такая как сотовые телефоны, медиаплееры и игровые устройства.

Автомобили: микроконтроллеры 8051 находят широкое применение в автомобильных решениях. Они широко используются в гибридных транспортных средствах для обработки данных с двигателей и управления ими. Кроме того, такие функции, как круиз-контроль и анти-тормозная система, более эффективны с использованием микроконтроллеров.

Медицинские устройства: переносные медицинские устройства, такие как измерители артериального давления и мониторы глюкозы, используют микроконтроллеры для отображения данных, что обеспечивает более высокую надежность при предоставлении медицинских результатов.

Назначение и область применения микроконтроллера

Благодаря тому, что микроконтроллеры AVR очень просты в использовании, обладают высокой способностью интегрирования и низкой потребляемой мощностью, области их применения разнообразны:

автомобилестроение;
робототехника;
самолето- и судостроение;
промышленное оборудование;
электронные детские игрушки;
компьютеры, телефоны;
электронные музыкальные инструменты;
бытовая техника;
медоборудование;
управление шлагбаумами и воротами;
светофоры, семафоры;
железнодорожный транспорт.

Это не полный перечень областей применения МК.

Основное назначение МК – контролировать все процессы, которые происходят на его платформе. От включения или выключения света по хлопку до поднятия штор при изменении освещенности на улице. По сути, МК осуществляет контроль за состоянием неких переменных и изменение системы в динамических условиях.

Заключение

Ошибочное мнение о том, что 32‑разрядные микроконтроллеры дешевле 8‑разрядных со сходными характеристиками, обычно возникает из-за некорректного сравнения. Как правило, поставщики активно предлагают 32‑разрядные микроконтроллеры по проектным ценам, в то время как 8‑разрядный микроконтроллер берется из выборки с меньшими объемами закупки. Так, если сравнивать цены у стоковых дистрибьюторов, то сравнение получается более корректным и выигрышным в пользу AVR.

Инициализация ядра в 8‑разрядных AVR не занимает программного кода: все установки осуществляются аппаратно и задаются однократно при программировании микроконтроллера установками FUSE-битов

Это особенно важно в приложениях, где микроконтроллер должен выйти на рабочий режим в кратчайшее время. Инициализация 32‑разрядного процессора с популярными процессорными ядрами серии Cortex-M включает программную инициализацию системы тактирования, шин, циклов задержки при доступе к Flash-памяти, сторожевого таймера и монитора питания

Другими словами, простейшая программа в 8‑разрядном процессоре будет заметно компактнее, а переход к началу ее выполнения произойдет заметно быстрее.

В основу 8‑разрядного AVR положен RISC-процессор с регистровым файлом на 32 регистра общего назначения (РОН), работающий на частоте до 32 МГц. Такого количества РОН нет в большинстве 8‑ и 16‑разрядных процессоров и в младших ядрах серии Cortex-M. Увеличенное число регистров общего назначения снижает количество пересылок данных при манипуляциях с ними, что повышает удельную производительность процессора и снижает частоту доступа к ОЗУ. Более того, высокая производительность процессора нужна не в каждой задаче. Если устройство выполняет простейшую обработку нажатий на клавиатуру, вывод текстовых данных на дисплей, исполняет несложные алгоритмы, то высокие тактовые частоты и работа с 32‑разрядными данными не требуются.

Помимо эффективного процессорного ядра, микроконтроллеры AVR содержат на кристалле и богатый набор периферийных блоков, которые обеспечивают широкую применимость AVR в задачах, где используются 8‑ и 16‑разрядные микроконтроллеры. Сюда относятся как цифровые, так и производительные аналоговые блоки. Благодаря примененным технологическим процессам микроконтроллеры AVR обеспечивают хорошую устойчивость к электромагнитным помехам — проблема зависания тактовых генераторов здесь не так ярко выражена, как у 32‑разрядных микроконтроллеров, выпускаемых по меньшим проектным нормам.

Скорость обмена данными по последовательным коммуникационным интерфейсам у AVR может быть заметно выше в сравнении с 32‑разрядными платформами благодаря оптимальным связям на кристалле AVR процессорного ядра, памяти и периферии. Часто встречающаяся неэффективная организация связей периферии и памяти у микроконтроллеров с более современным процессорным ядром Cortex-M0+ может в конечном счете свести на нет все их преимущества.

Эффективная связь процессора с памятью, большое количество регистров общего назначения и оптимальная разрядность процессора обеспечивают платформе AVR большую производительность даже в сравнении с процессорным ядром Cortex-M0. При выполнении операций с байтовыми числами получается заметная экономия оперативной памяти и памяти программ.

В погоне за низким энергопотреблением в активном режиме производители новейших 32‑разрядных микроконтроллеров уменьшают проектные нормы производства кристаллов, обеспечивая этим снижение динамических утечек. Но стремление понизить параметр «мА на МГц» имеет и оборотную сторону медали — растет энергопотребление в статическом режиме, где утечка через затвор транзистора обратно пропорциональна размеру диэлектрика под его затвором. При производстве микроконтроллеров AVR применяются сравнительно крупные проектные нормы для диэлектрических слоев кристалла и меньшие проектные нормы для металлизированных слоев. Более крупный диэлектрик обеспечивает меньшие утечки в статическом режиме, а более тонкий металл снижает паразитную емкость, что положительно сказывается на энергопотреблении кристалла в активном режиме.

Выводы

Фирма Atmel сейчас принадлежит Microchip’у, но продолжает выпускать свои семейства микроконтроллеров. Их популярность не угасала за многие годы, однако в последнее время наблюдается активная конкуренция с STM. Пока рано говорить, кто из них вырвется вперед, рассуждения об этом – тема отдельной статьи.

Выбор семейства зависит только от разработчика и поставленных перед ним задач, а AVR контроллеры помогли многим разработчикам «войти» в программирование микроконтроллеров.

Цена: $8,93 за 10шт.

Здравствуйте, MySkuвчане! Герой нашего обзора — микроконтроллер Atmega8A-16PU. Я расскажу вам о программировании данного мк в интегрированной среде разработки CodeVisionAvr, помигаем светодиодом, рассмотрим плюсы и минусы работы в данной среде. Возможно, в дальнейшем это послужит для вас альтернативой уже ставшей «народной» Arduino. Если заинтересовались, гоу под cut. Преамбула. Так уж сложилось, что свое знакомство с мк я начал с Arduino. Мигал светодиодом, подключал различные датчики и шилды, делал различные проекты. Все работало, меня устраивало, однако хотелось чего-то большего. Подвернулся мне один проект, где участвует Atmega8A, под которую нужно самостоятельно написать прошивку. Именно он подтолкнул меня к изучению процесса программирования «голого» мк. Итак, перед нами микроконтроллер фирмы Atmel, семейства AVR Atmega8A.

ВНИМАТЕЛЬНЫ

https://www.ruselectronic.com/chitaem-datashit-na-primere-atmega8/
https://arduinoplus.ru/mikrokontrollery-atmel/
https://mysku.ru/blog/ebay/36603.html