آی سی میکروکنترلر

تراشه‌های برنامه پذیر نوعی از میکروکنترلرها هستند. در بردهای الکترونیکی قطعات مختلفی به کار رفته است. یکی از مهم‌ترین قطعات، مدارهای مجتمع یا همان آی سی IC می‌باشد. امروزه به لطف آی سی های میکروکنترلر امکان برنامه نویسی و تعریف منطق اصلی برای هر تراشه امکان پذیر شده است. در این متن سعی کرده‌ایم به تمامی سوالات شما پاسخ دهیم. تیترها را دنبال کنید.

آی سی میکروکنترلر AVR چیست؟

تراشه AVR یک نوع میکروکنترلر است که توسط شرکت Atmel Corporation توسعه داده شده است. این میکروکنترلرها دارای یک پردازنده کوچک با سرعت بالا، حافظه داخلی و ورودی/خروجی‌های مختلفی هستند که به صورت یکپارچه در یک مدار مجتمع قرار دارند. میکروکنترلر AVR از معماری RISC استفاده می‌کند که به آن کمک می‌کند تا در سرعت بالا و با مصرف کمتری از انرژی عمل کند. این میکروکنترلرها در بسیاری از سیستم‌های الکترونیکی کاربرد دارند. از جمله کنترل دستگاه‌های خانگی، سیستم‌های صوتی، راه‌اندازی موتورها، سیستم‌های کنترل صنعتی و بسیاری از سیستم‌های کنترل خودرو همگی از تراشه‌های AVR بهره می‌برند. این میکروکنترلرها همچنین به سرعت بالا، مصرف کمتری از انرژی، سازگاری با استانداردهای رایج ارتباطی و طراحی ساده شناخته شده‌اند. به هنگام خرید میکروکنترلر بایستی دقت کنید از کدام خانواده میخواهید تهیه کنید.

آی سی میکروکنترلر ARM چیست؟

تراشه ARM یک معماری پردازشی (Processor Architecture) مبتنی بر RISC یا همان Reduced Instruction Set Computing است. طراحی معماری ARM به دوبخش پردازنده و اتصالات ورودی/خروجی تقسیم می‌شود. معماری ARM به دلیل مصرف انرژی پایین، قابلیت اجرای سریع و حمل‌ونقل آسان برای استفاده در سیستم‌های کوچک و مصرفی انتخاب شده است. آی سی‌های میکروکنترلر ARM معمولا برای کاربردهایی همچون کنترل دستگاه‌ها، حسگرها، ابزار دقیق، موتورهای الکتریکی، دستگاه‌های صنعتی و خودروها، استفاده می‌شوند. تراشه‌های آرم به نسبت AVR توانایی پردازش بیشتر و عموما حافظه‌های داخلی بیشتری دارند. برای پروژه‌هایی که قابلیت اطمینان در آن‌ها اهمیت دارد، گزینه خوبی هستند. 

آی سی میکروکنترلر stm چیست؟

آی سی میکروکنترلر STM یک خانواده از میکروکنترلرهای 32 بیتی است که توسط شرکت STMicroelectronics تولید می‌شود. این آی سی‌ها مبتنی بر هسته ARM Cortex-M هستند و از قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند پردازش سیگنال، ارتباطات بی‌سیم، رمزنگاری، رابط‌های تصویری و صوتی پشتیبانی می‌کنند. تراشه STM32 به عنوان یک سیستم مبتنی بر میکروکنترلر، در بسیاری از برنامه‌های کاربردی که نیازمند معماری ARM هستند، استفاده می‌شود. عموما در پروژه‌هایی استفاده می‌شود که نیاز به سرعت بالا، مصرف برق پایین و قابلیت اطمینان بالا دارند. همچنین این آیسی‌ها دارای حافظه داخلی، ورودی/خروجی دیجیتال، مبدل آنالوگ به دیجیتال و دیگر قابلیت هایی همچون PWM، UART، SPI، I2C، USB و CAN هستند.

معماری تراشه های atmega چیست؟

معماری تراشه‌های ATmega بر پایه معماری 8-Bit RISC بنا شده است. در این معماری، دسترسی به حافظه‌ی داده و دستورات به صورت مجزا از هم انجام می‌شود. برای دسترسی به داده‌ها، از یک حافظه‌ی داده‌ی اصلی استفاده می‌شود و برای دسترسی به دستورات، از یک حافظه‌ی برنامه‌ی اصلی استفاده می‌شود. با این روش، می‌توان سرعت عملیات را بیشتر کرد و همچنین اندازه‌ی تراشه را کوچک‌تر نمود. همچنین تراشه‌های ATmega شامل یک سری پردازشگرهای RISC با طراحی پیشرفته هستند که برای کاربردهای مختلف قابل برنامه‌ریزی هستند. این تراشه‌ها دارای حافظه‌های داخلی (EEPROM، فلش، SRAM)، پورت‌های ورودی و خروجی، تایمرها و ساعت داخلی هستند که می‌توان با استفاده از آنها سیستم‌های مختلف را کنترل کرد.

معماری تراشه های avr چیست؟

میکروکنترلرهای AVR (مخفف Advanced Virtual RISC) دارای یک معماری پردازشی RISC هستند. معماری RISC برای سازماندهی پردازشگر به منظور حداکثر سرعت و کارایی طراحی شده است. یک معماری RISC به طور کلی دارای دستورالعمل های ساده و استاندارد است که در عملیات پردازشی کاربردی موثر و کارا هستند. معماری تراشه های AVR شامل مجموعه ای از 32 رجیستر 8 بیتی و یک بازیابی داده مستقیم است که تعدادی دستور العمل ساده دارد. همچنین، AVR دارای حافظه داخلی برای دستورات و داده ها است که برای اجرای سریع تر برنامه ها و کارکرد بهینه سیستم طراحی شده است.

تفاوت تراشه های avr در چیست؟

تراشه های AVR بر اساس نوع وظیفه‌ای که باید انجام دهند و همچنین بر اساس ویژگی‌های فنی مختلفی که دارند، به دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. تفاوت تراشه‌های AVR در برخی از ویژگی‌های فنی زیر قابل مشاهده است.

سرعت پردازش: سرعت پردازش در تراشه‌های AVR به مگاهرتز (MHz) اندازه‌گیری می‌شود که در تراشه‌های مختلف ممکن است با یکدیگر متفاوت باشد.

حافظه داخلی: تراشه‌های AVR دارای حافظه داخلی متفاوتی هستند که شامل حافظه برنامه (Flash Memory)، حافظه داده (SRAM) و حافظه EEPROM می‌شود. ممکن است در تراشه‌های مختلف این حافظه‌ها با هم تفاوت داشته باشند.

تعداد پین‌ها: تعداد پین‌های ورودی و خروجی در تراشه‌های AVR متفاوت است. این پین‌ها برای کار با قطعات خارجی و دیگر تراشه‌ها بکار می‌روند.

پشتیبانی از ورودی‌های خاص: تراشه‌های AVR برای پشتیبانی از ورودی‌های خاص مانند تصویرگیر، دماسنج و سنسورهای دیگر ممکن است با یکدیگر تفاوت داشته باشند.

پشتیبانی از اتصال به اینترنت: برخی تراشه‌های AVR از طریق درگاه اترنت به اینترنت متصل می‌شوند که این ویژگی در برخی دیگر از تراشه‌های AVR وجود ندارد.

مجهز به واحد‌های خاص: تراشه‌های AVR برای انجام کارهای خاصی مانند رمزگذاری، توابع ریاضی و ... مجهز به واحدهایی مجزا و متفاوت هستند. این ویژگی هم در برخی از تراشه‌های AVR متفاوت است.

انواع آی سی میکروکنترلر از جمله AVR و ARM را در این شاخه می‌توانید خرید کنید. کیفیت آی سی های AVR و ARM در دانشجو کیت از نوع مرغوب و درجه یک می‌باشد. اگر آی سی تولید، چین باشد، در عنوان آن اعلام می‌شود. آی سی های اتمگا ATmega بر اساس پکیج مونتاژ به دو مدل SMD و DIP دسته بندی می‌شوند. خرید آی سی میکروکنترلر AVR برای تولید کننده‌ها که به صورت عمده خرید می‌کنند. از طریق پرتال پشتیبانی قابل پیگیری است. 

آشنایی با انواع میکروکنترلر MicroController

تراشه‌های میکروکنترلر به چند دسته مختلف تقسیم می‌شوند. از جمله میکرو خانواده AVR، میکرو خاانواده ATtiny، میکرو خانواده ATmega، میکرو خانواده ATXmega ، میکروکنترلر خانواده ARM هستند. همگی این میکروکنترلرهای در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارند. آی سی های میکروکنترلر دارای انواع DIP و SMD هستند. بسته به نوع کاربرد آن استفاده می‌شوند. برخی از آن‌ها فقط مدل SMD دارند. 

چه عواملی برای انتخاب یک آی سی میکروکنترلر مهم است؟

برای انتخاب یک آی سی میکروکنترلر، برخی از مهمترین عوامل عبارتند از:

1- پشتیبانی از ابزارهای توسعه: انتخاب یک آی سی میکروکنترلر با پشتیبانی از ابزارهای توسعه، مانند کتابخانه‌ها، نرم‌افزارهای توسعه و ابزارهای پایین‌سطح، به شما کمک می‌کند تا بتوانید با سرعت و کارایی بیشتری، برنامه‌های خود را پیاده‌سازی کنید.

2- معماری پردازنده: معماری پردازنده بسیار مهم است. برخی از معماری‌های معروف پردازنده شامل ARM، AVR و PIC است.

3- حافظه پردازنده: برنامه‌های بزرگی که برای کنترل موتورهای الکتریکی و یا دستگاه‌هایی با محدودیت حافظه طراحی می‌شوند، نیاز به حافظه بیشتری دارند. برای انتخاب مناسب‌ترین آی سی میکروکنترلر، باید با میزان حافظه داخلی و خارجی آن آشنا باشید.

4- سرعت پردازنده: برخی از کاربردهای خاص، نیاز به پردازش داده‌ها با سرعت بسیار بالا دارند. برای مثال، برای کنترل موتورهای سه‌فاز، پردازنده با سرعت بالا نیاز است. برای انتخاب مناسب‌ترین آی سی میکروکنترلر، باید با سرعت آن آشنا باشید.

5- میزان مصرف برق: مصرف برق یک آی سی میکروکنترلر نقش بسیار مهمی در کارایی آن ایفا می‌کند. در صورتی که برای یک کاربرد خاص، میزان مصرف برق مهم است، باید آی سی میکروکنترلر مناسب با میزان مصرف برق کمتر را انتخاب کرد.