ریزکنترل‌گر ای‌وی‌آر

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
Atmel AVR ATmega8 PDIP

اِی‌وی‌آر (به انگلیسی: AVR)، خانواده‌ای از ریزکنترل‌گرهای جدید است که شرکت اتمل، آن را روانهٔ بازار الکترونیک کرده است. این ریزکنترل‌گرهای هشت بیتی به خاطر دارا بودن قابلیت برنامه‌نویسی توسط کامپایلر زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالا، مورد توجه قرار می‌گیرند. این ریزکنترل‌گرها از معماری ریسک برخوردارند. همچنین شرکت اتمل کوشیده‌است تا با استفاده از معماری پیشرفته و دستورهای بهینه، حجم کد تولید شده را پایین آورده و سرعت اجرای برنامه را بالا ببرد. یکی از مشخصات این نوع ریزکنترل‌گرها دارا بودن ۳۲ ثبات همه منظوره است. همچنین در این ریزکنترل‌گرها، از حافظه‌های کم مصرف و غیر فرار فلش و ای‌ای‌پی‌رام استفاده می‌شود.

کامپایلرهایی به زبان بیسیک و C که زبان‌هایی پرکاربردی در دنیا محسوب می‌شوند: برای این نوع ریزکنترل‌گرها طراحی شده‌است. البته در حال حاضر استفاده از کامپایلر بسکام BAScom که نسبت به زبان c بسیار راحت تر و سریع تر عمل می‌کند جایگزین زبان c شده است. همچنین زبان اسمبلی را نیز می‌توان برای برنامه‌نویسی به کار برد. برای نمونه کامپایلر بسکام با زبان بیسیک برای برنامه‌نویسی این نوع از ریزکنترل‌گرها می‌تواند به کار رود. همچنین نرم‌افزار CodeVision، برای برنامه‌نویسی به زبان C (سازگار با این ریزکنترل‌گرها) بسیار رایج است (البته این برنامه بیشتر میان کاربران ایرانی رواج دارد، در میان کاربرهای خارجی کمتر دیده شده و بیشتر از برنامهٔ رسمی شرکت Atmel استفاده می‌شود).

پیشینه[ویرایش]

میکروکنترلر ای‌وی‌آر در سال ۱۹۹۶ توسط شرکت اتمل ساخته‌شد. معماری ریزکنترل‌گر توسط Alf-Egil Bogen و Vegard Wollan دانشجویان دانشگاه صنعتی نروژ طراحی شد.[۱] واحد میکروکنترل‌گر اصلی ای‌وی‌آر در خانه ASIC محلی تروندهایم نروژ که Nordic VLSI نامیده می‌شد (اکنون Nordic Semiconductor) جایی که Vegard و Bogan به عنوان دانشجو فعالیت می‌کردند طراحی گردید.

شرکت اتمل می‌گوید نام ای‌وی‌آر یک مخفف نیست به نام خاصی اشاره نمی‌کند. سازندگان ای‌وی‌آر پاسخ مشخصی به این پرسش ندادند. اما به هر صورت به نظر می‌رسد که این نام مخفف (به انگلیسی: Alf (Egil Bogen) and Vegard (Wollan)'s RISC processor) است[نیازمند منبع].

انواع ریزکنترل‌گرهای AVR[ویرایش]

میکروکنترلرهای خانواده AVR بر اساس معماری ماشین تعدیل شدهٔ هاروارد (Modified Harvard) می‌باشد، جایی که برنامه اصلی میکروکنترلر و اطلاعات ذخیره می‌گردد در فضایی جداگانه و با آدرس‌های جدا از همدیگر می‌باشند اما میکروکنترلرهای آی وی آر قابلیت خواندن اطلاعات را از حافظه برنامه با استفاده از دستوارت مخصوصی دارا می‌باشد.

خانواده‌های اصلی AVR[ویرایش]

  • TinyAVR - سری ATtiny
    • ۰٫۵–۱۶ کیلوبایت حافظه برنامه
    • بسته‌بندی ۶–۳۲ پایه
    • لوازم جانبی محدودتر
  • megaAVR - سری ATmega
    • ۴–۵۱۲ کیلوبایت حافظه برنامه
    • بسته‌بندی ۲۸–۱۰۰ پایه
    • راهنماهای بیشتر
    • لوازم بیشتر
  • classic AVR (از نظر امکانات بین دو گروه بالا) مثل AT90S8535
  • Xmega - سری ATxmega
    • ۱۶–۳۸۶ کیلوبایت حافظه برنامه
    • بسته‌بندی ۴۴-۶۴-۱۰۰ پایه
    • بهبود کارکرد
    • لوازم جانبی زیاد به دلیل وجود ADCها
  • AVR کاربرد خاص
    • مانند سری MegaAVR اما با ویژگی‌های افزوده مانند کنترلر کنترلر ال سی دی، کنترلر USB و ...
  • FPSLIC (اِی وی آر همراه با مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر)
    • مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر ۵هزار تا ۴۰هزار گِیت
    • حافظه SRAM برای کد برنامه اِی وی آر
    • هسته اِی وی آر تا ۵۰ مگاهرتس[۲]
  • AVR 32 بیت

در سال ۲۰۰۶ شرکت اتمل میکرو کنترلرهایی را ارائه نمود که اساس معماری آنها ۳۲ بیتی (AVR32) بود، که این سری از میکروکنترلرها شامل یک دستور چند داده(SIMD) و پردازشگر سیگنال دیجیتال(DSP) بود که به تنهایی قادر به پردازش صدا و تصویر می‌باشند. این میکروکنترلرهای ۳۲ بیتی به منظور رقابت با ریزپردازنده‌های بر اساس معماری ARM تولید شد، دستورالعمل‌های این میکرو بر اساس معماری هسته‌های RISC می‌باشد، در حالی که به هیچ وجه دستوارت میکروکنترلرها AVR32 و هیچ‌کدام از میکروهای ARM یکی نمی‌باشد.

ساختار و بخش‌های میکروکنترلرهای AVR[ویرایش]

در تمامی میکرو کنترهای AVR بخشهای Flash و SRAM و EEPROM همگی در یک چیپ آی سی قرار دارند و برای انتخاب و اتصال حافظه‌های خارجی نیازمند برنامه‌نویسی می‌باشد. بعضی از شماره‌های میکروکنترلرها دارای یک تعداد پایه خروجی به عنوان BUS برای اتصال موازی حافظه خارجی به میکرو کنترلر می‌باشند. همچنین اکثر میکروهای AVR (به غیر از بعضی شماره‌های ATtiny) دارای رابط سریال می‌باشند که از آنها می‌توان برای اتصال میکرو به EEPROM و یا حافظه خارجی سریال با ظرفیت بیشتر استفاده نمود.

حافظه برنامه پذیر(FLASH)[ویرایش]

حافظهٔ اطلاعات داخلی (SRAM)[ویرایش]

ریجیسترهای داخلی جهت برنامه‌ریزی[ویرایش]

پورت‌های ورودی و خروجی GPIO[ویرایش]

حافظه EEPROM[ویرایش]

سرعت پردازنده میکروکنترلر MUC SPEED[ویرایش]

سرعت پردازنده میکروکنترلرها بصورت معمول بین ۰تا۱۶ مگاهرتز می‌باشد همچنین در بعضی قابلیت افزایش تا ۲۰ مگاهرتز و در بعضی خانواده‌ها تا ۳۲ مگاهرتز را دارا می‌باشد.

رابط‌های برنامه‌ریزی[ویرایش]

راه‌های زیادی برای برنامه‌ریزی (پروگرم) کردن میکروکنترلرهای AVR وجود دارد و هر خانواده روش خاص خود را دارد:

ISP[ویرایش]

6- and 10-pin ISP header diagrams

روش برنامه‌ریزی درون مجموعه (به انگلیسی: In-system programming) (مخفف انگلیسی: ISP) توسط پروتکل گذرگاه ارتباط جانبی سریال به علاوه کمی وررفتن با پین RESET کار می‌کند و پر استفاده‌ترین روش است. تا هنگامی که پین‌های SPI میکروکنترلر به چیزی که اختلال وارد کند وصل نشده، ریزپردازنده AVR می‌تواند سرجای خود روی PCB باقی بماند. تنها چیزی که نیاز داریم یک کانکتور ۶-پایه و مبدل برنامه‌ریزی است.

مبدل Atmel AVR ISP mkII به درگاه USB متصل به گذرگاه سری یا مستقیم به گذرگاه سری رایانه وصل شده و توسط نرم‌افزار ATMEL Studio از پروتکل ISP قطعه را پروگرم می‌کند.

همچنین نرم‌افزارAVRDUDE (مخفف AVR Downloader/UploaDEr) که روی سیستم عامل‌های لینوکس، فری بی اس دی، ویندوز و Mac OS X اجرا می‌شود، برای مبدل‌های گوناگون رسمی و غیررسمی (DIY) کار می‌کند.

PDI[ویرایش]

سیستم برنامه‌ریزی و دیباگ کردن میکرو کنترلرها که یکی از خصوصیات میکروهای AVR برای برنامه‌ریزی به وسیله ابزارهای خارجی و دیباگ و عیب یابی بر روی برد می‌باشد

ولتاژ بالای سریال HIGH VOLTAGE SERIAL[ویرایش]

ولتاژ بالای موازی HIGH VOLTAGE PARALLEL[ویرایش]

بوت لودر BOOT LOADER[ویرایش]

ROM[ویرایش]

پیوند به بیرون[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

  1. “AVR Microcontroller”. Engineers Garage. Retrieved 25 شهریور 1392. 
  2. Field Programmable System Level Integrated Circuit

منابع[ویرایش]

  • مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Atmel AVR»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۲ می ۲۰۱۱).