آموزش کامل AVR - راهنمای کامل میکروکنترلرهای AVR در ۱۳ قسمت به همراه پروژه

آموزش کامل AVR شامل تمامی جنبه های پایه ای فراگیری میکروکنترلرهای AVR می شود. این آموزش برای تمامی دانشجویان، کارآموزان و مهندسان برق و کامپیوتر ضروری است. ساختنی قصد دارد مجموعه ای کامل از آموزش میکروکنترلرهای AVR را در اختیار شما قرار داد. در این مجموعه آموزش شما ۱۳ فصل پیش رو خواهید داشت که در هر فصل با یک ویژگی از میکروکنترلرهای AVR آشنا خواهید شد. قسمت هایی نظیر: معماری، نمودار پین، نحوه برنامه ریزی یا پروگرام کردن یک میکروکنترلر AVR ، نحوه کار با ADC در AVR، نحوه کار با SPI در AVR ، رابط میان LCD و AVR، کتابخانه AVR GCC ، چگونگی کار با وقفه های بیرونی، راه اندازی ارتباط USART و … در تمامی قسمت های این مجموعه آموزش، تمامی فایلها و نمودارها و شماتیک های مورد نیاز از صفر تا صد در اختیار شما قرار داده شده است تا روند یادگیری شما تسهیل گردد. علاوه بر آموزش های فوق الذکر، پروژه ساده ای در انتظار شماست که در پایان فراگیری این دوره با هم به ساخت آن واهیم پرداخت و شما را قدم به قدم تا سخت و راه اندازی کامل این پروژه همراهی خواهیم کرد. پروژه پایان دوره این مجموعه آموزش کامل میکروکنترلرهای AVR ، یک شمارنده فرکانسی با استفاده از ATmega8 از خانواده AVR است. با ساختنی همراه باشید تا تمامی آموزش های مربوط به میکروکنترلرهای AVR را به شکل آکادمیک یاد بگیرید.

قسمت اول آموزش کامل AVR – میکروکنترلر AVR- مقدمه ای بر ATmega32

این قسمت از آموزش کامل AVR ، تصویری کلی از میکروکنترلرهای AVR می دهد. ATmega32 یک میکروکنترلر ۸ بیت است که از خانواده AVR است و توسط کمپانی Atmel تولید می شود. در این قسمت، شما در رابطه با نمودار پین های ATmega32 مطالبی را خواهید آموخت.با پیکربندی پین ها، شماره های پین ها، معماری ATmega32،پین های I/O دیجیتال،ADC داخلی AVR،۳ تایمر AVR آشنا خواهید شد.به علاوه تمامی مطالب ذکر شده ، برای اطلاعات بیشتر،دیتاشیت منتظر شده از طرف کمپانی نیز در اختیار شما قرار داده خواهد شد.

قسمت دوم – چگونگی کار با AVR Studio و IDE در خانواده AVR از میکروکنترلرها

در این قسمت از آموزش کامل AVR با مقدمه ای از کامپایلر و IDE برای میکروکنترلرهای AVR آشنا خواهید شد. می توانید مطالبی رادر رابطه با AVR Studio 4 و AVR Studio 5 یاد بگیرید. همچنین،با میکروکنترلر هایی که تحت پشتیبانی این دو کامپایلر قرار دارند آشنا خواهید شد. به علاوه ، اطلاعاتی در رابطه با برنامه نویسی در زبان های C و اسمبلی دریافت خواهید کرد.

قسمت سوم – نحوه برنامه نویسی در میکروکنترلر AVR ATmega32 ، سیستم برنامه نویس شخصی خود را بسازید

اگر می خواهید یک میکروکنترلر آن طور که شما می خواهید عمل کند، ابتدا می بایست برنامه ای برای آن بنویسید. ( به همین خاطر بود که در قسمت دوم با کامپایلر ها و IDE ها آشنا شدید). سپس می بایست برنامه را در میکروکنترلر خود بارگذاری کنید. این کار را می توانید با PC خود یا یک دستگاه برنامه نویسی ( این دستگاه ها را با نام پروگرامر می شناسیم) و یک دستگاه به خصوص که ارتباطی میان کاکپیوتر و دستگاه پروگرام شما برقرار می کند. در این قسمت از آموزش کامل AVR در ارتباط با نحوه برنامه بارگذاری برنامه در میکروکنترلرهای AVR ، نحوه ساخت یک ISP ( پروگرامر درون سیستمی) برای AVR ATmega32 شما، نحوه استفاده از نرم افزار ponyprog برای دانلود برنامه ها از PC شما بر روی میکروکنترلر avr خودتان،صحبت خواهیم کرد.

قسمت چهارم – نگاهی بر کتابخانه AVR GCC

درقسمت دوم ،در ارتباط با کامپایلر های میکروکنترلرهای AVR خواهید آموخت. در این قسمت از آموزش کامل AVR، در ارتباط با هدرفایل های بسیار مهمی که می توانید در AVR Studio استفاده کنید خواهید آموخت. کامپایلر AVR Studio برای بهینه شدن،با استانداردهای ANSI C انطباق دارد. این مهم،این امکان را فراهم می کند که برنامه نویسی در AVR Studio برای تمامی کسانی که تسلط خوبی بر زبان C دارند،کار بسیار آسانی باشد.

قسمت پنجم – مقدمه ای بر ATmega8

ATmega8 میکروکنترلری دیگر از خانوده بزرگ میکروکنترلرهای AVR است که شباهت های بسیاری هم به ATmega32 دارد اما قیمت کمتری نسبت به آن دارد. در این قسمت از آموزش کامل AVR،در ارتباط با دیاگرام پین ها، ویژگی های مشابه ATmega32 و ATmega8، معماری داخلی، پین های I/O،وقفه ها،تایمرها،شیوه های ارتباطی و… صحبت خواهیم کرد.

قسمت ششم – نحوه رسیدگی به ورودی خروجی های (I/O) دیجیتال در میکروکنترلرهای AVR

پایه ای ترین مسأله در میکروکنترلرهای AVR ،ورودی خروجی های دیجیتال هستند. در این قسم از آموزش کامل AVR،شما با کاربرد ورودی خروجی های دیجیتال در میکروکنترلرهای AVR آشنا خواهید شد. این مساله به انجام یک مثال عملی ساده که مداری برای روشن کردن تعدادی LED است، به شما آموزش داده خواهد شد. شما ۴ برنامه ابتدایی به زبان C خواهید داشت که در رابطه با کاربرد I/O دیجیتال در میکروکنترلرهای AVR خواهد بود. بنابراین در این قسمت برنامه ای برای LED چشمک زن (با تأخیر)، برنامه ای برای روشن کردن یک LED با استفاده از دکمه پوش باتن، برنامه برای تولید توالی برای راه اندازی یک موتور پله ای (استپر موتور) و برنامه ای برای خواندن یک کلید،خواهید داشت.

قسمت هفتم – نحوه ارتباط نمایشگر LCD با میکروکنترلر AVR

در این قسمت از آموزش کامل AVR ساختنی، به شما نحوه ارتباط نمایشگر LCD میکروکنترلرهای AVR را خواهیم آموخت. مدار هایی برای ارتباط با ATmega32 و ATmega8 در اختیار شما قرار داده شده است. برنامه های مورد نیاز برای برقراری ارتباط میان نمایشگر LCD و میکروکنترلر، به زبان C در اختیار شما قرار داده شده است. در انتهای این قسمت، تصاویری از نمایشگری واقعی که توسط میکروکنترلر راه اندازی شده است، خواهید دید.

قسمت هشتم – کتابخانه استاندارد و فرمت دهی رشته ای در AVR

این قسمت را می توان ادامه قسمت چهارم از آموزش کامل AVR دانست. در این قسمت در ارتباط با توابع استاندارد کتابخانه نظیر printf ، scanf و غیره خواهید آموخت. برنامه ای نظیر آنچه در قسمت قبل (ارتباط با نمایشگر LCD) گفته شده در این قسمت نیز برای توضیح مفاهیم استفاده شده است. بنابراین برای درک کامل مفاهیم این فصل، ضروری است که قسمت هفتم را مطالعه کرده باشید.

قسمت نهم – نحوه کار با کریستال ۳۲ کیلو هرتز درتعامل با میکروکنترلرهای AVR

در برخی موارد اتصال یک کریستال خارجی به میکروکنترلر ضروری است،به ویژه در کاربردهایی که نیازمند دقت زمانی خاصی هستند. این قسمت به شما اضافه کردن یک کریستال ۳۲K بیرونی به میکروکنترلر ATmega8 را می آموزید.

قسمت دهم – نحوه کار با رابط SPI ( Serial Perigheral Interface ) در میکروکنترلرهای AVR

در این قسمت از آموزش کامل AVR ،به شما خواهیم آموخت که چگونه می توانید برای برقراری ارتباط سریال بین دو دستگاه از SPI در میکروکنترلرهای AVR بهره ببرید. در این قسمت چگونگی راه اندازی یک سیستم فرستنده و گیرنده و چگونگی راه اندازی یک سیستم ارتباطی موثر میان دستگاه ها را خواهید آموخت. برای فهم بهتر مطالب این قسمت، مثالی همراه با نمودار مداری و برنامه مورد نیاز ارائه شده که متعلق به سیستمی است که رشته ای از کاراکترها را برای نمایش به نمایشگری LCD ارسال می کند.

قسمت یازدهم – نحوه برقراری ارتباط میان PC و میکروکنترلرهای AVR با استفاده از USART

در این قسمت از آموزش کامل AVR شما نحوه صحیح برقرای یک ارتباط میان کامپیوتر شخصی خودتان و میکروکنترلر AVR ATmega8 از طریق ماژول USART را فراخواهید گرفت. USART به معنای فرستنده و گیرنده سنکرون آسنکرون عمومی است که در حقیقت USART مخفف (Universal Synchronous Asynchronous Transmitter and Receiver) و یکی از پروتکل های ارتباطی اولیه به شار می آید.

قسمت دوازدهم – نحوه کار با وقفه های خارجی در میکروکنترلرهای AVR

در این قسمت از آموزش کامل AVR با وقفه های خارجی اشنا خواهید شد و نحوه کار با آن ها در AVR را فراخواهید گرفت. خواهید آموخت که چگونه ISR (سرویس روتین وقفه) را برای نوع مشخصی از رخداد ها بنویسید و چگونه این گونه برنامه را به زبان C بنویسید.

قسمت سیزدهم – نحوه کار با واحد ADC در میکروکنترلرهای AVR

میکروکنترلرهایی که در آموزش کامل AVR با آن ها کار کردیم، یعنی ATmega8 و ATmega32 ، به همراه یک ADC داخلی عرضه می شوند. در این قسمت شما کار با این ADC های داخلی میکروکنترلرها را فراخواهید گرفت. در این جا ما این آموزش را پس از ۱۳ قسمت به پایان می رسانیم، پس از فراگیری این قسمت ها ، شما توانایی لازم و ابتدایی برای راه اندازی یک میکروکنترلر AVR را خواهید داشت وو کافی است در پروژه های بعدی و پیچیده تر چند باری به مطالب این قسمت برگردید تا تمامی مطالب برایتان کامل جا بیفتند و در ادامه بدون نیاز به راهنمایی بتوانید پروژه های خودتان را شروع کنید. برای تسهیل این امر و پیش برد سریع تر این امر، پروژه ای برای شما در نظر گرفته شده که انتظار می رود پس از آموزش کامل ۱۳ قسمت قبل، به سراغ این پروژه بیایید و با انجام آن ، دانسته های خود را در عمل به چالش بکشید.

پروژه ای ساده با استفاده از AVR

در این پروژه،می توانید یک دستگاه/سیستم ساده شمارنده فرکانس بسازید. ما این پروژه را از طریق ATmega8 توسعه داده ایم. ما نمودار مداری کامل، کدهای نرم افزاری و دیگر اطلاعات ضروری برای ساخت این پروژه را در اختیارتان قرار داده ایم .

منبع