المعالجات والمتحكمات المصغرة
المحاضرة الأولى
نظرة عامة على بنية ATMEL AVR .
جامعة حلب – كلية الهندسة الكهربائية والالكترونية
سنة رابعة – قسم الميكاترونيكس
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
نظرة عامة على المنهاج
المعالجات والمتحكمات المصغرة
الكتاب: Embedded C Programming and the Atmel AVR, 2e, RICHARD BARNETT LARRY O’CULL SARAH COX, 2ndEd. (c) 2007 Delmar, CengageLearning.
إلقاء الدكتور عبد الغني البكار:
Bakkarag@gmail.com
https://www.facebook.com/abdulghani.bakkar
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
2 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
ما هي المتحكمات المصغرة؟
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
3 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
ما هي المتحكمات المصغرة؟
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
4 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
.1 وحدة المعالجة المركزية CPU :
وحدة الحساب والمنطق ALU + مشفر التعليمات + دارة تحكم.
تبحث عن التعليمات، وتشفر، وتنقذ.
. 2 ذاكرة البرنامج: داخلية + خارجية
الغير متطايرة، EEPROM أو EPROM أو ذاكرة الفلاش، أو قناع ROM أو ذات النوع OTP .
.RAM3 : ذاكرة البيانات )المتحولات، المُكَدِّ س(
. 4 هزاز الساعة: دارة RC داخلية، أو دارة خارجية )هزاز كريستالي، أو دارة طنين LC ،
أو RC .)
ما هي المتحكمات المصغرة؟
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
5 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
.5 إعادة ضبط الدارة: للتأكد من أن،
دارة التحكم تبدأ عملها في وضعية بدائية محددة مسبقا.
المسجلات ستبدأ عملها بالطريقة الصحيحة.
. 6 حساس ال Brown-out :
يراقب الجهد المطبق، ويفعل إعادة الضبط في حال حصول أي هبوط.
.7 المداخل التسلسلية: المتزامنة + غير المتزامنة:
تحتاج المداخل المتزامنة إلى نبضة ساعة مع كل بِّت لمعايرة الزمن.
إشارات المزامنة الغير متزامنة تكون مدمجة مع طول معين من البِّت ات، وبِّت ات بدء وإيقاف على ممر
البيانات.
ما هي المتحكمات المصغرة؟
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
6 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
. 8 منفذ ال I/O الرقمي:
يتم نقل البيانات بطول بايت واحد في كل مرة.
. 9 منفذ ال I/O التشابهي: ADC )مبدل تشابهي رقمي( – AComp )مقارن تشابهي(.
يستخدم لتلقي معلومات الحساس.
يتم إعطاء الخرج التشابهي باستخدام مبدل رقمي تشابهي DAC .
معظمها يكون مجهزاً بمبدلة PWM ، والتي يتم استخدامها للحصول على إشارة جهد تشابهية مع
مرشح RC .
تستخدم المبدلات الرقمية التشابهية في قيادة المحركات.
)وحدة الإظهار الافتراضية؟( VDU ، تستخدم لتوليد الأصوات والنغمات. الخ.
ما هي المتحكمات المصغرة؟
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
7 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
10 .مؤقت المراقبة: WDT
يستخدم في منع حصول أخطاء في النظام.
يؤدي بدء تشغيلها إلى زيادة قيمة عداد داخلي.
إذا لم نقم بإعادة ضبطها، فستطفح وتعيد ضبط الشريحة.
.» أنا موجود « يجب على المبرمج أن يعيد ضبط مؤقت المراقبة من وقت لآخر ليعطي الشريحة انطباع ال
إذا لم نقم بإعادة ضبط مؤقت المراقبة، فإنها قد فشلت بطريقة ما وسيتوقف النظام عن العمل ومن الأفضل أن نقوم
بإعادة ضبط النظام.
11 .مؤقت الزمن الحقيقي RTC : هو مؤقت يزيد مع الزمن الحقيقي، مهمته
الحفاظ على الوقت واليوم والتاريخ و…
التطبيقات
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
8 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
السماعات.
السيارات.
الاتصالات.
الحواسيب والطرفيات.
المستهلك.
الصناعة.
التصوير والفيديو.
الطب.
الجيش/الطيران.
الهواتف النقالة / الاتصالات
اللاسلكية.
التحكم بالمحركات.
الأمان.
أغراض عامة.
تصنيف المتحكمات المصغرة
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
9 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
لماذا Atmel AVR ؟
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
10 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
شركة Atmel هي شركة صناعية رائدة في مجال تصنيع أنصاف النواقل
المتقدمة، وتركز على:
. 1 المتحكمات المصغرة.
. 2 الذواكر الغير قابلة للتطاير.
. 3 المنطق.
. 4 قطع التردد للراديو.
. 5 الحساسات.
AVR الحل في شريحة واحدة
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
11 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
AVR الحل في شريحة واحدة
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
12 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
الخواص العامة ل AVR
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
13 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
– تعتمد على بنية متحكمات RISC مع تعديل على طول الأوامر.
– القدرة على التخزين على الذاكرة والتحميل منها.
– تحتوي على 32 مسجل للأغراض العامة.
– مسار تعليمات يسرع من تنفيذها.
– تستغرق معظم التعليمات دورة ساعة واحدة.
– تعمل حتى تردد ساعة يصل إلى 10 ميغا هيرتز.
– وجود العديد من الأدوات الملحقة التي يمكن وصلها مع الشريحة، بما في ذلك أجهزة ال دخل/خرج
الرقمية، ADC ، EEPROM ، المؤقتات، UART ، مؤقتات الزمن الحقيقي RTC ، PWM ، الخ.
الخواص العامة ل AVR
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
14 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
– ذاكرة داخلية للبرنامج والبيانات.
– )قابلة للبرمجة في النظام؟( ISP .
– متوفرة بأحجام من 8 منافذ حتى 64 ، لتناسب الكثير من التطبيقات
المتنوعة.
– تتمتع بأداء يصل إلى 12 مرة أسرع من المتحكمات العادية.
– تعمل بمجال جهد كبير يتراوح بين 2.7 حتى 6.0 فولت.
ماذا تعني AVR ؟
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
15 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
– AVR هي اختصار لكلمة Advanced Virtual RISC .
– تم تصميم الشريحة من قبل Alf-Egil و VegardWollan اللذان
وضعا التصميم الأساسي في المعهد النرويجي للتكنولوجيا.
– كلمة RISC هي اختصار ل Reduced Instruction Set Computer .
– تصميم ال CPU يتم بحزمة تعليمات أقل وأبسط.
عائلة AVR تكبر
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
16 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
عائلة AVR الصغيرة:
8 – 32 منفذ، متحكم مصغر للأغراض العامة.
16 فردا في العائلة.
عائلة MEGA AVR :
32 – 100 منفذ، متحكم مصغر للأغراض
العامة.
23 فردا في العائلة.
المعالجات ذات التطبيقات المحددة
( ASSP ( من AVR :
– تستخدم في تصميم منفذ USB و CAN
وشاشات ال LCD .
– التحكم بالمحركات والإنارة.
– المركبات الآلية.
– العناية بالبطارية.
– تضم 8 أفراد.
المعايير المشتركة لكل ال AVRs
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
17 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
– ذاكرة فلاش مبرمجة ذاتيا لتخزين البرنامج.
– قابلية البرمجة في النظام ضمن كامل مجال الجهد.
– هزاز RC تتم معايرته داخليا.
– ذاكرة SRAM و EEPROM داخلية.
– تدعم )منفذ WIRE لاختبار الشريحة؟؟( أو JTAG ، أو OCD .
حزم ال AVR
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
18 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
Atmega168 (DIP-28)
ATmega328 (DIP-28)
ATmega1280 (TQFP-100)
ATmega16 (DIP-40)
ATmega32 (DIP-40)
سنركز في دراستنا على ATmega16 ، ومن ثم يمكن تطوير هذه المعلومات للعمل مع أي
متحكم مصغر آخر من صنف AVR .
خصائص ATMega16
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
19 ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
– 131 تعليمة.
– 32 مسجل ب 8 -بت ) GP .)؟
– مخرج حتى 16 ( MIPS .)؟
– 16 كيلو من ذاكرة الفلاش القابلة للبرمجة )التعليمات(.
– 512 بايت من EEPROM .
– 1 كيلو من SRAM داخلية.
– مؤقتات، ومنافذ دخل/خرج تفرعية وتسلسلية، و ADC .
at | Permalink
[…] لـ المعالجات والمتحكمات المصغرة الجزء الأول (01-19) التصميم الداخلي للمعالج ترجمة أحمد رامي قباني || […]