آموزش میکروکنترلر avr برای مبتدیان

پیشرفت تکنولوژی و توسعه محصولات دیجیتالی و الکتریکی در دنیای امروز از جمله مهم‌ترین مواردی است که باعث افزایش استفاده از پردازنده‌های تک منظوره و میکروکنترلرها می‌شود. در تولید یک ماشین حساب ساده تا بزرگ‌ترین کارخانه‌ها به‌کارگیری میکروکنترلرها به چشم می‌خورد. برای اینکه افراد بتوانند از این تکنولوژی استفاده کنند لازم است در ابتدا آموزش میکروکنترلر avr برای مبتدیان را بیاموزند. این تکنولوژی بخش بسیار بزرگی از صنعت را به خود اختصاص داده است.

امروزه در صنایع مختلف مانند تجهیزات پزشکی، صنعت خودرو، تجهیزات الکترونیک، صنایع دفاعی، فیلم‌برداری هوایی، رباتیک و سایر زمینه‌ها میکروکنترلرها به کار گرفته می‌شوند. با بررسی آموزش avr و یادگیری این علم می‌توانید در صنایع مختلف کارهای متعددی انجام دهید. در ادامه به بررسی میکروکنترلرها پرداخته‌ایم؛ برای کسب اطلاعات بیشتر تا انتها با ما همراه شوید.

میکروکنترلر چیست؟

میکروکنترلرها از قطعات مهم و حیاتی هستند که در وسیله‌های الکترونیکی پیشرفته مورد استفاده قرار می‌گیرند. اولین میکروکنترلر در جهان سال 1974 به شکلی تجاری با نام TMS 1000 در بازار عرضه شد. این قطعات جزو وسیله‌های پیشرفته جدانشدنی در سیستم‌های مختلف هستند که به ‌عنوان رایانه‌ای کوچک و ارزان در تراشه شناخته می‌شوند. آموزش میکروکنترلر avr برای مبتدیان شامل بررسی یک حافظه کوچک، یک پردازنده، لوازم جانبی ورودی و خروجی قابل برنامه‌ریزی است.

وسیله‌های برقی از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که هر کدام بایستی به درستی کنترل شوند. وظیفه کنترل بخش‌های مختلف در وسیله‌های برقی بر عهده میکروکنترلرها است. انواع میکروکنترلرها شامل موارد 4 بیتی، 8 بیتی، 64 بیتی و 128 بیتی هستند. میکروکنترلرها را می‌توان در لوازم خانگی، ربات‌ها، وسایل نقلیه موتوری، ماشین‌های اداری و سایر تجهیزات به کار برد.

برای خرید میکروکنترلر کلیک کنید.

کاربرد میکروکنترلر

از میکروکنترلرها در اتوماسیون برنامه‌های توکار استفاده می‌کنند که وظیفه کاهش هزینه، اندازه یا طرح کلی را در مقایسه با طرحی دارند که با استفاده از حافظه، ریزپردازنده جداگانه و دستگاه‌های ورودی و خروجی ساخته شده است. محیط برنامه‌نویسی میکروکنترلرها امکاناتی گسترده را در کنترل انواع برنامه‌های مختلف فراهم می‌کند. هر وسیله الکتریکی که اطلاعات را ذخیره کرده و سپس اندازه‌گیری و محاسبه می‌کند یک میکروکنترلر به حساب می‌آید.

اجزای داخلی میکروکنترلر

میکروکنترلرها دارای اجزای داخلی مختلفی هستند که هر کدام وظیفه خاصی را بر عهده دارند. در آموزش میکروکنترلر avr برای مبتدیان لازم است با تمام اجزا آشنا شوید که عبارتند از:

1. سی‌پی‌یو یا مرکز یک میکروکنترلر پردازنده آن بوده و در مواقعی که ورودی به واسطه پین‌های ورودی و دستورالعمل‌ها به برنامه داده می‌شوند، داده‌ها پردازش شده و پایه خروجی را ارائه می‌دهند.
2. در میکروکنترلرها حافظه داده‌ها و ذخیره برنامه‌ها بر ‌عهده تراشه‌های حافظه بوده و به شکل‌های مختلفی مانند EEPROM، ROM، EPROM، RAM، Flash و… دیده می‌شوند.
3. پورت ورودی و خروجی در میکروکنترلرها وجود دارد که برای رابط دستگاه‌های ورودی و خروجی خارجی مانند واحدهای نمایشگر، سنسورها و واحدهای نمایشگر به کار می‌روند.
4. پورت سریال موجود در میکروکنترلرها یک رابط ارتباطی سریال بوده که اطلاعات از طریق آن به شکل هم‌زمان به داخل یا خارج یک بیت به واسطه بیت دیگر انتقال می‌یابد.
5. اجزایی برای تبدیل آنالوگ به دیجیتال و برعکس آن در سیستم‌های توکار وجود دارد که ADC داخلی مبدل آنالوگ به دیجیتال و DAC مبدل دیجیتال به آنالوگ شناخته می‌شود. ( برای مشاهده و خرید مبدل ADC و DAC کلیک کنید)
6. در اموزش avr داشتن اطلاعاتی در مورد اجزا بسیار مهم است. شمارنده‌ها و یا تایمرها جزو اصلی بوده و عملکرد خاصی را در شمارش پالس‌های خارجی، تولید پالس، نوسان، تعدیل و… ارائه می‌دهند.
7. از ویژگی‌های قدرتمند میکروکنترلرها کنترل وقفه است که روند مداوم را قطع کرده و دستورالعمل را مطابق با وظیفه تعریف می‌کند.

آموزش میکروکنترلر AVR برای مبتدیان

میکروکنترلرها به دلیل قدرت پردازش بسیار بالایی که دارند و امکاناتی گسترده که ارائه می‌دهند و همچنین سادگی در برنامه‌نویسی گزینه‌های مناسبی برای یادگیری مبتدیان به شمار می‌آیند. در آموزش میکروکنترلر avr برای مبتدیان ابتدا لازم است با میکروکنترلرها و مزایای آن آشنا شوید و در مرحله بعدی ابزارها و تجهیزاتی مانند سخت‌افزارها که شامل Arduino برد توسعه و پروگرامر AVR، مقاومت‌ها، قطعات جانبی و… هستند را بشناسید. در مرحله بعدی شناخت و یادگیری نرم‌افزارهایی مانند Atmel Studio و آشنایی با محیط و ابزارها ضروری است.

برای شروع کار بایستی برنامه را با زبان C بنویسید و سپس کامپایل و پروگرام کردن میکروکنترلر انجام شود. مرحله بعد ورودی و خروجی دیجیتال است که کنترل خروجی با استفاده از پین‎های دیجیتالی انجام می‌شود. در نهایت از تایمرها و وقفه‌ها برای نوشتن برنامه استفاده شده و پروژه‌های مرتبط طراحی و پیاده‌سازی می‌شود.

پروژه‌های عملی برای تمرین مهارت‌های آموخته شده

بعد از گذراندن آموزش میکروکنترلر avr برای مبتدیان و انجام پروژه‌های عملی برای تقویت و تثبیت مهارت‌ها لازم است دانش خود را به مرحله عمل برسانید.

• پروژه‌های کاربردی مانند پروژه کنترل دما که از سنسور دما برای خواندن استفاده می‌شود و سپس دما روی LCD به نمایش درمی‌آید.(خرید انواع نمایشگر)
• پروژه ارتباط سریال از دیگر پروژه‌های کاربردی بوده که به پروتکل‌های ارتباطی سریال مربوط است و با استفاده از UART داده‌ها دریافت و یا ارسال خواهند شد.
• برای کنترل سرعت موتور از PWM استفاده کرده و جهت کنترل برنامه‌ای نوشته می‌شود.
• پس از گذراندن اموزش avr سیستمی را جهت کنترل نور با استفاده از میکروکنترلر و سنسور نور طراحی کرده و با اتصال آن به میکروکنترلر برنامه‌ای برای خواندن مقدار نور و تنظیم روشنایی نوشته می‌شود.

جهت تهیه و خرید ماژول درایور موتور کلیک کنید.

جمع‌بندی

در دنیای پیشرفته صفر و یک امروز میکروکنترلرها بخش بزرگی از صنعت را در بر گرفته‌اند. در تمام صنایع مختلف مانند پزشکی، خودروسازی، الکترونیک، رباتیک و… این علم به کار می‌رود. میکروکنترلرها قدرت پردازش بالایی دارند و این امر باعث شده است که برنامه‌نویسان علاقه‌مند به یادگیری این علم گسترده شوند. آموزش میکروکنترلر avr برای مبتدیان شامل موارد مختلف بوده و در ابتدا لازم است به نرم‌افزارها و سخت‌افزارهایی خاص مسلط شوید.

برای شروع کار لازم است با زبان C در محیط مناسب بنویسید و با استفاده از کامپایل و پروگرام کردن میکروکنترلر مراحل را گام‌به‌گام انجام دهید. محیط‌های برنامه‌نویسی میکروکنترلرها امکاناتی را در کنترل برنامه‌ها ارائه می‌دهند و در اتوماسیون برنامه‌های توکار مورد استفاده قرار می‌گیرند. اجزای میکروکنترلر شامل سی‌پی‌یو، تایمر، پورت‌های ورودی و خروجی، ADC و… است که هر کدام وظیفه خاصی را بر عهده دارند.

همچنین بخوانید: آموزش میکروکنترلر آرم

سوالات متداول

• چه مهارت‌های اولیه ای برای شروع یادگیری میکروکنترلر AVR باید داشت؟

برای شروع نیاز به آشنایی با زبان برنامه‌نویسی C، دانش گسترده‌ای در زمینه الکترونیک و برنامه‌نویسی دارید.

• چه نرم افزارها و ابزارهایی برای برنامه نویسی میکروکنترلر AVR توصیه می‌شود؟

جهت آموزش میکروکنترلر avr برای مبتدیان لازم است نرم‌افزار شبیه‌ساز پروتئوس، نرم‌افزار کدویژن AVR یا Atmel Studio را بیاموزید.

• چه پروژه‌هایی برای تمرین و به کارگیری مفاهیم یادگرفته وجود دارد؟

سیستم قفل درب، کنترل نور محیطی، سیستم هشدار دما، ساخت تایمر دیجیتال، کنترل سرعت موتور و… .