ما انسان‌ها برای زندگی به یک مغز نیاز داریم. یک دستگاه یا هر وسیله الکترونیکی نیز برای کار، به یک مغز به نام میکروکنترلر نیاز دارد. میکروکنترلر یک دستگاه خودکنترل بوده که دارای پردازنده، واحد حافظه، حافظه قابل‌برنامه‌ریزی مانند RAM ،PROM و غیره است. اولین میکروکنترلر توسط Gary Boone از Texas Instruments اختراع شد. امروزه میکروکنترلرهای زیادی در بازار تولید و عرضه شده است. میکروکنترلر ATmega16 جدیدترین میکروکنترلر خانواده Atmel’s Mega AVR است. برای آشنایی بیشتر با این دستگاه در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.
میکروکنترلر ATmega16 چیست
در پاسخ به این سؤال که میکروکنترلر ATmega16 چیست باید گفت که این دستگاه یک میکروکنترلر 8 بیتی با قدرت 40 پین است که با استفاده از فناوری CMOS و مبتنی بر معماری AVR توسعه‌یافته است. میکروکنترلر ATmega16 متداول‌ترین میکروکنترلر AVR است که متعلق به Atmel Mega Family است. سایر میکروکنترلرها که به‌راحتی در دسترس هستند و در رده AVR قرار می‌گیرند، عبارت‌اند از میکروکنترلر avr atmega8 و ATMEGA 32. همه این میکروکنترلرها کارهای مشابهی را انجام می‌دهند. برای بیان تفاوت atmega16 با atmega32 باید گفت که این دو دستگاه فقط از نظر اندازه حافظه و قیمت متفاوت هستند.
برای اطلاع از قیمت اسیلوسکوپ کلیک کنید .
ویژگی‌های میکروکنترلر ATmega16
در ادامه معرفی میکروکنترلر Atmega16 قصد داریم تا به بررسی ویژگی‌های میکروکنترلر ATmega16 بپردازیم.
- همان‌طور که گفته شد این میکروکنترلر با استفاده از فناوری CMOS توسعه‌یافته است. CMOS یک فناوری پیشرفته است که عمدتاً برای توسعه مدارهای یکپارچه مورداستفاده قرار می‌گیرد.
- این یک رایانه تراشه واحد است که دارای قطعاتی از جمله CPU ،ROM ،RAM ، EEPROM ،TIMERS ، پیشخوان،ADC و چهار درگاه 8 بیتی به نام Porta ،Portb ، Portc،Portd است که در آن هر پورت از 8 پین I/O تشکیل شده است.
- Atmega16 دارای رجیسترهای داخلی است که برای برقراری ارتباط بین CPU و دستگاه‌های محیطی خارجی استفاده می‌شودCPU هیچ ارتباط مستقیمی با دستگاه‌های خارجی ندارد.
- Atmega16 دارای دو تایمر 8 بیتی و یک تایمر 16 بیتی است. تمام این تایمرها می‌توانند در هنگام بهینه‌سازی برای شمارش سیگنال خارجی به‌عنوان پیشخوان استفاده شوند.
- بسیاری از لوازم جانبی‌های لازم برای اجرای توابع اتوماتیک، مانند ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال)، مقایسه کننده آنالوگ،USART و SPI در این دستگاه گنجانده شده‌اند.
- Atmega16 دارای 1 کیلوبایت رم استاتیک است که یک حافظه فرار است، یعنی اطلاعات را برای مدت‌زمان کوتاه ذخیره می‌کند و بسیار به منبع تغذیه ثابت بستگی دارد. درحالی‌که 16 کیلوبایت حافظه فلش که به‌عنوان ROM نیز شناخته می‌شود، در دستگاه گنجانده شده است که از نظر ماهیت غیر فرار است و می‌تواند اطلاعات را برای مدت طولانی ذخیره کند و در هنگام قطع منبع تغذیه، هیچ اطلاعاتی را از دست نمی‌دهد.
- Atmega16 در حداکثر فرکانس 16 مگاهرتز کار می‌کند که دستورالعمل‌ها در یک چرخه دستگاه اجرا می‌شوند.
شاید برای شما جالب باشد: نحوه خواندن مقاومت smd
قطعات داخلی atmega16
در ادامه معرفی میکروکنترلر Atmega16 به بررسی قطعات داخلی آن خواهیم پرداخت. قطعات داخلی Atmega16 عبارت‌اند از:
| قطعه داخلی | توضیح کامل |
|---|---|
| 1- CPU | CPU مانند مغز کنترل‌کننده است که در اجرای دستورالعمل‌ها کمک می‌کند. CPU وقفه‌ها را انجام می‌دهد، محاسبات را انجام می‌دهد و لوازم جانبی را با رجیسترها کنترل می‌کند. ATmega16 با دو باس دستورالعمل و داده ارائه می‌شود. CPU شامل پیشخوان برنامه، رجیسترهای عمومی، نشانگر پشته و رمزگشایی دستورالعمل است. |
| 2- ROM | برنامه کنترلر در ROM ذخیره می‌شود که همان حافظه فلش قابل برنامه‌ریزی غیر فرار است. |
| 3- RAM (SRAM) | حافظه دسترسی تصادفی استاتیک برای ذخیره موقت داده‌ها استفاده می‌شود. رجیسترهای 8 بیتی دارد و مانند رم معمولی برای اجرای برنامه کاربرد دارد. |
| 4- EEPROM | حافظه غیر فرار برای ذخیره طولانی‌مدت پیکربندی‌ها و داده‌ها است. تأثیری در اجرای برنامه اصلی ندارد. چرخه نوشتن محدود (حدود 100000 بار) دارد و چرخه خواندن نامحدود است. |
| 5- Interrupt (وقفه) | برای مدیریت موارد اضطراری استفاده می‌شود. عملکرد اصلی را تعلیق کرده و دستورالعمل لازم را اجرا می‌کند، سپس به برنامه اصلی باز می‌گردد و ادامه می‌دهد. |
| 6- ماژول‌های آنالوگ و دیجیتال I/O | ماژول‌های دیجیتال I/O ارتباط دیجیتال با دستگاه‌های خارجی را تنظیم می‌کنند. ماژول‌های آنالوگ I/O برای انتقال اطلاعات آنالوگ هستند، شامل مقایسه‌کننده‌های آنالوگ و ADC می‌باشند. |
| 7- تایمر / پیشخوان | تایمرها برای محاسبه سیگنال داخلی کنترلر استفاده می‌شوند. ATmega16 دو تایمر 8 بیتی و یک تایمر 16 بیتی دارد که می‌توانند به عنوان پیشخوان سیگنال خارجی بهینه شوند. |
| 8- تایمر نگهبان | تایمر Watchdog برای تولید وقفه و تنظیم مجدد کنترلر به کار می‌رود. دارای منبع کلاک جداگانه 128kHz است. |
| 9- ارتباطات سریال | ATmega16 شامل واحدهای USART و SPI برای ارتباط سریال با دستگاه‌های خارجی است. |
Atmega16 نسبت به سایر میکروکنترلرها مانند Atmel 8051 ترجیح داده می‌شود، زیرا توانایی بسیار سریع‌تری در اجرای دستورالعمل‌ها و تشکیل پردازنده اصلاح شده RISC دارد.
این میکروکنترلر دارای یک فلاش داخلی بوده که دارای ویژگی‌های یک بوت لودر است. دارای 10 بیت ADC ،SPI ،PWM و EEPROM است.
توضیحات پین ATMEGA16
Atmega16 دارای 40 پین است که از هر پین برای انجام یک کار خاص استفاده می‌شود. در کل 32 پین I/O و چهار درگاه وجود دارد. هر پورت از 8 پین I/O تشکیل شده است.
PORTA= 8 پین (پین 33 – 40)
PORTB= 8 پین (پین 1 – 8)
portc= 8 پین (پین 22 – 29)
portd= 8 پین (پین 14 – 21)
ویژگی‌های الکتریکی ATMEGA16
- حداکثر ولتاژ در هر پین به جز تنظیم مجدد: 0.5 ولت به (VCC + 0.5) V
- حداکثر ولتاژ روی پین تنظیم مجدد: 0.5 ولت تا +13.0V
- حداکثر جریان DC از طریق هر پین I/O مجاز است: 40mA
- حداکثر جریان DC از طریق پین‌های VCC و GND : 200mA
- دمای ذخیره‌سازی: 65 درجه سانتیگراد تا +150 درجه سانتیگراد
برنامه‌های کاربردی
کنترلرهای AVR با طیف وسیعی از کاربردها عرضه می‌شوند که در آنها اتوماسیون موردنیاز است. در زیر برنامه‌های اصلی Atmega16 آورده شده است.
- تجهیزات پزشکی
- اتوماسیون خانگی
- سیستم‌های جاسازی شده
- پروژه‌های آردوینو
- مورداستفاده در خودرو و اتوماسیون صنعتی
- لوازم‌خانگی و سیستم‌های امنیتی
- دستگاه‌های کنترل دما و فشار
- برنامه‌های کاربردی
- بسیاری از برنامه‌ها برای میکروکنترلرهای Atmega16 وجود دارد.
- برنامه‌های سرگرمی
- طراحی مهندسان
- سیستم‌های کنترل دما
- اندازه‌گیری و دست‌کاری سیگنال آنالوگ
- سیستم‌های تعبیه شده مانند دستگاه قهوه‌ساز
- سیستم‌های کنترل موتور
- پردازش سیگنال دیجیتال
- سیستم رابط محیطی
ممکن است این مطلب برای شما مفید باشد: آشنایی با قطعات برد الکترونیکی
دیتاشیت فارسی میکروکنترلر ATmega16
در ادامه این مقاله قصد داریم تا شما را با خلاصه‌ای از دیتا شیت فارسی میکروکنترلر Atmega16 آشنا نماییم:
- کارایی بالا و توان مصرفی کم
- دارای ۱۳۱ دستور قدرتمند که اکثر آنها در یک سیکل اجرا می‌شوند.
- ۱۶ کیلوبایت حافظه فلش قابل‌برنامه‌ریزی
- این حافظه فلش قابلیت ۱۰۰۰۰ بار نوشته شدن و پاک شدن دارد.
- ۱ کیلوبایت حافظه SRAM داخلی دارد.
- ۵۱۲ بایت حافظه EEPROM که می‌تواند ۱۰۰۰۰۰ بار نوشته و یا خوانده شود.
- قابلیت پروگرام کردن حافظه فلش، EEPROM، فیوز بیت‌ها و لاک بیت‌ها در اینترفیس جیتگ.
- قابلیت قفل‌کردن برای جلوگیری از خواندن برنامه‌ها
- دو تایمر/ شمارنده ۸ بیتی با مدهای Prescaler و مقایسه‌ای مجزا
- یک تایمر/ شمارنده ۱۶ بیتی با مدهای Prescaler، مقایسه‌ای و کپچر مجزا
- ۴ کانال PWM
- رابط سریال I2C
- رابط سریال USART
- رابط سریال SPI
- تایمر واچ داگ(Watch Dog) قابل‌برنامه‌ریزی
- اسیلاتور داخلی
- منبع وقفه داخلی و یا خارجی
- دارای ۶ مد مختلف sleep
- ۳۲ ورودی خروجی قابل‌برنامه‌ریزی
- ۴۰ پایه در پکیج ,PDIP۴۴ پایه در پکیج‌های TQFP و QFN/MLF
- ولتاژ کاری برای Atmega16L بین ۲٫۷ تا ۵٫۵ ولت و برای Atmega16 بین ۴٫۵ تا ۵٫۵ ولت
- فرکانس کاری برای Atmega16L 0 تا ۸ مگاهرتز و برای Atmega16 بین ۰ تا ۱۶ مگاهرتز
- مصرف در فرکانس ۱ مگاهرتز، ولتاژ ۳ ولت و در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد برای Atmega16L در مد Active 1.1 میلی‌آمپر، در مد Idle 0.35 میلی‌آمپر و در مد Power-down کمتر از ۱ میکرو آمپر
خرید قطعات الکترونیکی
در پاسخ به این سؤال که قطعات الکترونیکی خاص را از کجا تأمین کنیم باید گفت که یکی از بهترین عرضه‌کنندگان قطعات الکتریکی شرکت رسام است. شرکت رسام واردکننده انواع قطعات الکترونیکی از چین است و به واردات قطعات الکترونیکی و عرضه بهترین کالاها به مشتریان خود می‌پردازد.
جمع‌بندی
ما در این مقاله سعی کردیم تا سؤال شما در مورد میکروکنترلر Atmega16 چیست را به طور کامل پاسخ بدهیم و شما را با دیتاشیت فارسی میکروکنترلر Atmega16 و ویژگی‌های میکروکنترلر Atmega16 آشنا نماییم. از این که تا پایان این مقاله با ما همراه بودید، سپاسگزاریم.
سفارش قطعات الکترونیکی موردنیاز خود را به رسام که یکی از بهترین شرکت های الکترونیکی ایران است ارائه دهید.
سوالات متداول
ATmega16 چه ویژگی‌هایی دارد که آن را از سایر میکروکنترلرها متمایز می‌کند؟
در این صفحه به ویژگی‌های ATmega16 مانند معماری RISC 8 بیتی، حافظه فلش 16 کیلوبایتی، 32 پین ورودی/خروجی، سه تایمر (دو 8 بیتی و یک 16 بیتی)، 8 کانال ADC با دقت 10 بیت، و قابلیت ارتباط از طریق USART و SPI اشاره شده است.
چگونه می‌توان ATmega16 را برنامه‌ریزی کرد؟
این میکروکنترلر از قابلیت برنامه‌ریزی مجدد برخوردار است و می‌توان آن را با استفاده از پروگرامرهای AVRISP یا رابط‌های برنامه‌ریزی دیگر، مانند STK200/300، به‌صورت مستقیم از طریق پورت سریال یا USB برنامه‌ریزی کرد.
ATmega16 در چه کاربردهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد؟
ATmega16 در پروژه‌های مختلفی مانند سیستم‌های تعبیه‌شده، تجهیزات پزشکی، دستگاه‌های اتوماسیون خانگی، سیستم‌های امنیتی، کنترل موتور، پردازش سیگنال دیجیتال، و پروژه‌های مبتنی بر آردوینو کاربرد دارد.
دیدگاه های شما
سلام
روز بخیر
من تولیدکننده لوازم آشپزخانه مثل قهوه ساز هستم
چه طوری میتونم سفارش بدم ؟
توضیحاتتون درباره میکروکنترلر ATMega16 عالی بود! من برای پروژه کنترل موتور DC می‌خوام از این میکروکنترلر استفاده کنم. به نظر شما برای درایو موتور، بهتره از ماژول آماده درایور استفاده کنم یا خودم با ترانزیستور مدار درایور رو طراحی کنم؟ و آیا کتابخانه خاصی برای PWM در کامپایلر پیشنهاد می‌دید؟