سایت برق و الکترونیک

میکرو کنترلر

ميکرو کنترلر يک قطعه الکترونيکي است که زمان انجام يک دستور درآن به ميزان يک ميليونيوم ثانيه است. اين سرعت خيلي زيادي است. ميکرو کنترلر از نظر شکل ظاهري شبيه يک IC (مدار مجتمع) است. و از نظر عملکرد تقريبا مشابه يک کامپيوتر کامل است. ميکرو کنترلر ها هم داراي ورودي ، هم پردازش و هم خروجي هستند.
اولين ميکروکنترلر ها توسط شرکت اينتل همين شرکتي که اکنون بزرگترين توليد کنند سي پي يو هاي کامپيوتر ها در جهان است در سال 1971 با نام 8080 ساخته شد. بعد از وارد شدن اينتل به چرخه ساخت پروسسورها (سي پي يو ها )امتياز ساخت ميکروکنترلر ها را به شرکت هاي زير واگذار کرد. ATMEL , PHILIPS , SIEMENS , DALLAS

تمام ميکروکنترلرها جزء اين 5 قسمت هستنند:
1) 8051
2) Pic
3) Avr
4) 6811
5) Z8

البته مدل هاي 6811 ساخت شرکت موتورلا و z8 ساخت شرکت زايلوگ حداقل در ايران خيلي کم استفاده مي شوند و رقابت اصلي بين سه نوع ديگر است.
تا به امروز هر ميکروکنترلري که ساخته شده زير مجموعه يکي از اين5 نوع است. البته کارخانه هاي خيلي زيادي با مارک هاي مختلف ميکرو کنترلر توليد ميکنند ولي همه اونها زير مجموعه يکي از اين 5 قسمت هستنند .شما براي هر کدام از اين5 نوع ميکروکنترلر ميتوانيد ميکروکنترلر هاي مختلفي از شرکت هاي مختلفي را پيدا کنيد.(البته در بازار ايرن کمي با مشکل).
اما خوشبختانه همه ميکروکنترلر هايي که جزء هر کدام از 5 نوع بالا باشند از يک برنامه پيروي ميکنند. بدين معنا که اگر شما کار با يکي از مدل هاي آن ميکرو را ياد گرفته باشيد مثل اينکه کار با تمام ميکروکنترلرهاي آن نوع را ياد گرفته ايد.مثلا شما اگر با يکي از مدل هاي ميکروکنترلر avr مثلا atmega8 را ياد گرفته باشيد ديگر با صد ها مدل ديگر ميکروکنترلر avr مشکلي نداريد وتقريبا بدون هيچ مشکلي ميتوانيد با ديگر مدل هاي اين ميکرو کار کنيد.

◄   مشکل ميکرو کنترل ها:
اما يه مشکل که در ميکروکنترلر ها وجود دارد اين است که اين5 نوع از لحاظ برنامه نويسي به هيچ وجه با هم ديگر سازگاري ندارند . به طور مثال اگر شما ميکروکنترلر هاي avr و 8051 را کامل ياد گرفته باشيد حتي ساده ترين برنامه رو روي يک ميکروکنترلر pic نميتوانيد اجرا کنيد. واين يکي از بزرگترين عيب و مشکل براي ياد گيري ميکرو است .بنابراين از همون اول بايد يک انتخاب درست داشته باشيد و ميکروکنترلر مناسب را برگزينيد تا با يادگيري آن ميکروکنترلر بتوانيد بعدا به سادگي پروژه هاي خود را اجرا کنيد . البته بسياري از دوستان هستنند که کار با چند ميکروکنترلر را ميدونند و حتما اين هم از هوش بالاي ايراني هاست. ولي اگر به صورت خيلي حرفه اي نخواهيد وارد اين بحث بشويد بايد يکي از اين ميکروکنترلرها را انتخاب کنيد و کار با آن را آغاز کنيد. در قسمت بعدي شما را براي اين انتخاب کمک خواهم کرد.
 

◄   معايب و مزاياي ميکروکنترلر هاي مختلف نسبت به هم :

از آن جاي که 6811 و z8 خيلي کمتر استفاده ميشوند به معرفي سه نوع ديگر ميپردازم.

      +   ميکروکنترلري 8051

اول از 8051 که اولين ميکروکنترلري بود که به دست بشر ساخته شد شروع ميکنيم . همانطور که قبلا گفته شد ابتدا اين ميکروکنترلر توسط شرکت بزرگ intel ساخته شد .اما بعدا intel اين امکان را به ديگر شرکت ها داد که اين ميکروکنترلر را توليد کنند و شرکت هايي مانند ATMEL , PHILIPS , SIEMENS , DALLAS و... به توليد اين ميکروکنترلر پرداختنند يکي از شرکت هايي که به صورت گسترده به توليد اين تراشه پرداخت ATMEL بود که مدل هاي مختلف ميکروکنترلر ساخت اين شرکت در سرار جهان و در ايران به خوبي يافت مي شود. اما اگربخواهيم به صورت کلي سير پيشرفت اين نوع ميکروکنترلر رو در نظر بگيريم اولين ميکروکنترلر هايي که ساخته شد با جديدترين ميکروکنترلرهاي 8051 که الان توليد ميشود با توجه به اين پيشرفت شگفت در تمام زمينه ها که صنايع ديگر در دنيا دارند پيشرفت زيادي ندارد به طور مثال AT89S5X که ميکروکنترلر 8051 جديد ساخت ATMEL است نسبت به مدل هاي اوليه 8051 پيشرفت آنچناني ندارد . امکانات اين ميکرو نسبت به AVR و PIC قابل مقايسه نيست . به صورتي که که همين مدل جديد 8051 تقريبا حافظه اي برابر يک صدم (0.001 ) ميکروکنترلر هاي AVR را دارد و سرعتش 4 برابر کمتر از ميکروکنترلر هاي PIC و 12 بار کمتر از ميکروکنترلر هاي AVR است . از لحاظ امکانات ديگر هم چنين ضعفي احساس ميشود. اما براي کارهاي ساده تر که پيچيدگي زيادي در آن نباشد به خاطر قيمت بسيار پاييني که اين ميکروکنترلر دارد بسيار مناسب است . قيمت همين مدل جديد AT89S5X حول و حوش 1000 تومان است که قيمت بسيار مناسبي است.
اين ميکرو کنترلر از زبان اسمبلي و C پشتيباني ميکند که زبان برنامه نويسي اصلي آن اسمبلي است که واقعا نوشتن با اين زبان برنامه نويسي نسبت به زبان هاي برنامه نويسي ديگر هم مشکل تر و هم طولاني تر است. در کل اين ميکروکنترلر امروزه ديگر تواناي رقابت با AVR و PIC رو ندارد و امروزه رقابت اصلي بين اين دو ميکروکنترلر است.

      +   ميکروکنترلر PIC
واقعا ميکروکنترلر خيلي قوي است که بر اساس بعضي آمار ها بيشترين کاربر را به خود اختصاص داده است البته متذکر شوم که در ايران اين آمار به نفع AVR است. اين ميکروکنترلر ساخت شرکت ميکرو چيپ است که PIC رو در مدل هاي خيلي زيادي با امکانات مختلف براي کارهاي مختلف ميسازد . اين ميکروکنترلر با مدل هاي مختلفPIC16XXX و PIC12XXXX که به جاي X دوم از چپ به راست حروف C ,X,E,F قرار ميگره که هر کدام مفهوم خاصي داره X هاي بعدي هم اعدادي هستنند که نشان دهنده مدل هاي مختلف هستنند.

      +   ميکروکنترلر AVR
اول از همه سرعت اين ميکروکنترلر بسيار بالاست و به قولي دستوراتي که بهش داده ميشه در يک سيکل کلاک انجام ميده در صورتي که اين سيکل کلاک براي 8051 بايد تقسيم بر12شودو براي PIC بايد تقسيم بر 4 بنابراين AVR سريعترين ميکروکنترلر موجود در بازار است . AVR از زبان هاي برنامه نويسي سطح بالا يا به اصطلاح (HIGH LEVEL LANGUAGE) HLL پشتيباني ميکند که باعث توليد کدهاي بيشتري ميشود که در کل برنامه نوشته شده نسبت به برنامه هايي که براي 8051 و PIC نوشته ميشود کوتاهتر است. امکانات جانبي اين ميکروکنترلر بسيار مناسب است و شما را از خريد بعضي لوازم جانبي مانند چيپ هاي آنالوگ به ديجيتال (ADC) , مقايسه گر آنالوگ و... راحت ميکند .در ضمن AVR از بسياري از استاندارد هاي ارتباطي مانند SPI,UART,12C,JTAG پشتيباني ميکند که به راحتي ميتوان اين ميکروکنترلر را با ميکروکنترلر ديگر يا و سايل ديگر وصل کرد و با وسايل ديگر به راحتي ارتباط برقرار کند. قيمت اين ميکروکنترلر هم به نسبت امکانات فراواني که داره بسيار پايين است به طوري که يک ميکروکنترلر AVR تقريبا پيشرفته رو با قيمت حول و حوش 3 تا 4 هزار تومان مي شه خريد .