به میکرو پروسسور ریز پردازنده یا CPU (Central Processor Unit) می گویند. میکروپروسسورها برای کار کردن نیاز به حافظه های RAM (Random Access Memory)، ROM (Read Only Memory)، درگاه های ورودی خروجی (I/O) و... دارند که مقدار RAM و ROM را کاربر تعیین می کند به همین دلیل می توان از میکروپروسسور برای انجام تمامی کارها استفاده کرد (مانند برنامه های کامپیوتری، بازی کامپیوتری و...) و به این دلیل به آن همه منظوره می گویند در حالی که میکروکنترلرها یک تک تراشه هستند که RAM و ROM داخلی ثابتی دارند و ..........

برای کارهای کوچکتری استفاده می شوند به همین دلیل به میکروکنترلرها تک منظوره می گویند.

چرا از میکروکنترلر استفاده می کنیم؟

در هر پروژه سه چیز اهمیت فوق العاده دارد:

1)  مصرف توان

2)  حجم مدار

3)  قیمت مدار

میکروپروسسور ها توان بالا مصرف می کنند، قیمت گرانی دارند و حجم زیادی را اشغال می کنند در حالی که میکروکنترلرها مصرف توان بسیار پایین در حد 2mA دارند، حجم بسیار کمی اشغال می کنند و قیمتی به مراتب ارزان تر از میکروپروسسور دارند به همین دلیل میکروکنترلرها در پروژه های کوچک که نیاز به پردازش چندانی ندارند، به بیشترین شکل استفاده می شوند.

اولین سری از میکروکنترلرها در سال 1981 توسط شرکت Intel ساخته شدند و برای اینکه به تولید انبوه برسند، شرکت Intel مجوز ساخت آن را به شرکت های مختلفی مانند Atmel، Xeimens، Dallas Semiconductor، Motorola و... داد با این شرط که برنامه ای که برای 8051 اصلی نوشته می شود، به همه ی میکروکنترلر های 8051 تولیدی این شرکت ها بخورد.

8051 اصلی 4KByte حافظه قابل برنامه ریزی داشت، دارای 2 تایمر 16 بیتی بود، 40 پایه (Pin) داشت، تا حداکثر فرکانس 20MHz کار می کرد، تا 1000 بار قابل برنامه ریزی بود، برای برنامه ریزی شدن باید با روش موازی برنامه ریزی می شد که در این حالت تمام پایه های آن برای برنامه ریزی شدن (پروگرام شدن) مورد استفاده قرار می گرفت و اگر در حین برنامه ریزی میکروکنترلر را از پروگرامر (برنامه ریز) جدا می کردیم، میکروکنترلر صدمه می دید.

شرکت هایی نظیر Atmel مدل های بسیار مختلفی از این میکروکنترلر را ساختند مثلاً مدل AT89C52 این شرکت 8KB حافظه داشت و مدل AT89C55 دارای 20KB حافظه قابل برنامه ریزی بود و می توانست تا فرکانس 33MHz کار کند.

مدل OTP (One Time Programmable) یا یک بار قابل برنامه ریزی آن ساخته شد که قیمت ارزان تری داشت.

و مدلی ساخته شد که دارای 3 تایمر 16 بیتی بود.

مدل 20 پین 8051 هم ساخته شد.

مدلی از آن ساخته شد که حافظه ی داخلی نداشت (8031) و فقط می توانستیم حافظه ی خارجی 64KB به آن متصل کنیم.

مدلی از آن هم ساخته شد که دارای حافظه EEPROM (Electrical Erasable Programmable Random Access Memory) بود.

شرکت Atmel راه آسان تری برای پروگرام کردن ابداع کرد و آن هم برنامه ریزی به روش ISP (In System Programming) بود در این نوع برنامه ریزی هنگامی که میکروکنترلر در حالت Reset بود، از سه پایه ی MISO (Master Input Slave Output)، MOSI (Master Output Slave Input) و CLK (Clock) برای پروگرام کردن استفاده می شد.

در روش ISP دیگر نیازی به خارج کردن میکروکنترلر از مدار نبود و هنگامی که در مدار قرار داشت می توانستیم آن را برنامه ریزی کنیم.

در سال 1996 دو مهندس شرکت Atmel میکروکنترلر AVR را ابداع کردند که می توان به نوعی آن را تکمیل شده ی 8051 دانست. مخفف دقیق کلمه ی AVR را فقط این دو مهندس می دانند.

قیمت AVR ها گران تر از 8051 بود دلیل آن هم امکانات بیشتر AVR می باشد. مثلاً 8051 چهل پایه با امکانات متوسط 1200 تومان قیمت دارد در حالی که همین مدل از AVR حدود 2000 تومان قیمت دارد.

AVR ها مزیت های زیادی نسبت به 8051 دارند که در ادامه آنها را ذکر خواهیم کرد.

سری دیگر از میکروکنترلر ها، PIC (Program Interface Controller) هستند که قیمتی تا دو برابر AVR دارند و امکانات آنها بیشتر می باشد و دارای خطای بسیار پایینی هستند. میکرو کنترلر های PIC در پکیجهای (تعداد پایه) 8، 16، 18، 20، 28، 40، 64 و... ارائه می شوند. مثلاً PIC12XX در بسته بندی های 8 پایه تا 16 پایه می باشند، PIC16XX در بسته بندی های 16 تا 28 پایه هستند، PIC18XX بسته بندی های 20 پایه تا 40 پایه، PIC24XX در بسته بندی های بالاتر از 40 پایه و در نهایت سری dsPIC که قدرتمندترین عضو این خانواده هستند.  این سری از میکروکنترلر را شرکت Microchip می سازد که رقیب اصلی AVR محسوب می شود.

دو مدل دیگر از میکروکنترلرها وجود دارند که در ایران یافت نمی شوند بنابراین آنها را شرح نمی دهیم.

نکته: پروگرامر میکرو کنترلر سه مدل دارد:

1)       می تواند از طریق پورت موازی (پورت پرینتر) که 25 پین دارد برنامه ریزی شود (پورت DB25).

2)       می تواند با پورت سریال (RS232) برنامه ریزی شود که 9 پین دارد (پورت DB9).

3)       می تواند با درگاه USB (Universal Serial Bus) برنامه ریزی شود که در این حالت نیازی به تغذیه جداگانه ندارد.

سؤال: برای برنامه ریزی کردن میکروکنترلر از چه زبانی باید استفاده کنیم؟ زبانهای رایج برنامه نویسی برای میکروکنترلر ها سه زبان Basic، C و اسمبلی (Assembly) می باشند.

1)       زبان بیسیک سطح برنامه نویسی بسیار بالایی دارد (فهم آن برای کاربر بسیار آسان است). در این زبان حدود 150 کلمه ی کلیدی وجود دارد. نقطه ضعف جدی این زبان این است که ساختار یکپارچه ای ندارد به این معنی که دستورات نرم افزار Bascom AVR تفاوت های بسیاری با نرم افزار Fast AVR دارد و هر دوی این زبانها دستوراتی کاملاً متفاوت با نرم افزار PIC Basic دارند به همین دلیل برای برنامه ریزی میکروکنترلر از این زبان استفاده نمی کنیم.

2)       زبان C دارای سطح برنامه نویسی میانی است (حدود 30 کلمه ی کلیدی دارد) و ساختار یکپارچه ای دارد به طوری که اگر کاربر C 8051 باشید و بخواهید C AVR را یاد بگیرید، در عرض کمتر از 1 ساعت می توانید این کار را انجام دهید. نگه داری و به روز رسانی این زبان بسیار آسان تر از بیسیک است. زبان C ارتباط تنگاتنگی با زبان اسمبلی دارد به طوری که دستورات اسمبلی را به وفور در برنامه های C مشاهده می کنیم.

3)       زبان اسمبلی زبان ماشین است به این معنی که تمامی کامپایلر ها مانند Basic، پاسکال و C ابتدا به اسمبلی ترجمه می شوند و سپس کامپایل انجام می شود. سطح زبان اسمبلی بسیار پایین است ولی خوبی هایی در این زبان وجود دارد. مثلاً می توانیم با برنامه نویسی اسمبلی حجم برنامه را تعیین کنیم. کامپایلر های دیگر طبق دستورات از پیش تعیین شده ای که دارند برنامه را به اسمبلی ترجمه می کنند در حالی که با نوشتن برنامه به زبان اسمبلی حجم برنامه در کنترل ما قرار می گیرد به عنوان مثال اگر برنامه ای بنویسیم که 8 LED را خاموش و روشن کند، این برنامه با زبان Basic حدود 690 بایت حافظه را اشغال می کند در حالی که همین برنامه به زبان اسمبلی 394 بایت حافظه را پر می کند. در میکروکنترلر AVR در قسمت Boot Loader فقط مجاز به نوشتن برنامه با زبان اسمبلی هستیم.

زبان دیگر برنامه نویسی پاسکال می باشد که سطح بالایی دارد و ساخت یافته می باشد که با آمدن زبان C  کمتر از این زبان استفاده می شود.

فایل هگز چیست؟تمامی کامپیلرها پس از کامپایل به اسمبلی به مبنای 16 یا هگزا دسیمال می روند. به فایل ایجاد شده بر روی کامپیوتر پس از کامپایل که فرمت HEX دارد، فایل هگز می گویند.

نظرات شما عزیزان:

مهسا

ساعت13:04---3 خرداد 1391

ممنون از مطالب خوبتون

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه:

نويسنده : niloofar | تاريخ : دو شنبه 1 خرداد 1391برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |