Микроконтроллеры. Знакомство с микроконтроллерами

1. Микроконтроллеры. Знакомство с микроконтроллерами.

МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ.
ЗНАКОМСТВО С
МИКРОКОНТРОЛЛЕРАМИ.
Тема 11.6 Типы
микроконтроллеров – ЧАСТЬ 2

2. 1. Знакомство с микроконтроллером

1. ЗНАКОМСТВО С
МИКРОКОНТРОЛЛЕРОМ
Микроконтроллеры являются
сердцем многих с овременных
ус тройств и приборов, в том
числе и бытовых.
Самой главной особеннос тью
микроконтроллеров, с точки
з рения конс труктора проектировщика, является то,
что с их помощью л егче и
з ачаст ую гораздо дешевле
реализовать различные схемы.

3. Программирование

ПРОГРАММИРОВАНИЕ
Микроконтроллер будет действовать по
программе, которую напишете для него вы
сами.

4. Достоинство микроконтроллеров

ДОСТОИНСТВО МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
К дос тоинс твам сис тем с цифровыми управляющими
вычислителями по сравнению с аналоговыми и релейными
управляющими сис темами можно отнес ти:
возможнос ть реализации разнообразных алгоритмов управления
бе з изменения аппарат уры управляющего блока;
широкий час тотный диапазон обрабатываемых и формируемых
сигналов;
снижение массы и габаритов управляющего блока;
повышение надежности аппарат уры, удобство ре зервирования;
возможнос ть эффективного диагнос тирования как управляющего
вычислителя, так и аналоговых ус тройс тв, подключенных к нему;
реконфигурация алгоритмов управления и управляющей
аппарат уры при отказах, возможнос ть адаптивного и
интеллект уального управления;

5. недостатки микроконтроллеров

НЕДОСТАТКИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
Однако сис темы управления с цифровыми управляющими
ус тройствами не свободны от недос татков, к которым можно
отнести:
необходимос ть введения в с ос тав сис темы блоков согласования
аналоговых и цифровых ус тройс тв – АЦ - и ЦА преобразователей;
изменение динамических свойс тв сис темы с цифровым
регулятором по сравнению с аналоговой сис темой и, как
следствие, невозможнос ть прямого переноса алгоритмов,
разработанных для аналоговых конт уров управления, в цифровую
систему;
применение специальных методов синтеза алгоритмов
управления для цифровых сис тем;

6. недостатки микроконтроллеров

НЕДОСТАТКИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ
появление задержки в выработке сигналов для исполнительных
ус тройс тв за счет времени, затрачиваемого на аналого -цифровое
преобразование и вычислительной задержки на реализацию
алгоритмов;
точность обработки информации ограничивается разрядностью
представления данных, разряднос тью и быс тродействием
вычислителя;
усложнение печатного монтажа на платах, увеличение количества
проводников в шинах связи между блоками вычислителя;
влияние надежнос ти и эффективнос ти программного обеспечения
на надежнос ть и качес тво работы всей сис темы управления.

7. Входы и выходы микроконтроллера

ВХОДЫ И ВЫХОДЫ
МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
двигатели
фоторезисторы
светодиоды
кнопки
динамики
микрофоны
Входы
Выходы

8. Новые элементы

НОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Стабилизаторы
SMD-компоненты
=
Интегральные схемы
Конденсаторы

9. Почему именно AVR?

ПОЧЕМУ ИМЕННО AVR?
Микроконтроллеры AVR разработаны фирмой Atmel и обладают
следующими основными характеристиками:
очень быстрая гарвардская RISC-архитект ура загрузки и
выполнения большинства инструкций в течение ОДНОГО
цикла тактового генератора. При этом дос тигается
скорость работы примерно 1 MIPS на МГц. Час тота
тактового генератора многих типов микроконтроллеров
AVR может дос тигать 10...16 МГц (10...16 MIPS!) (MIPS —
Millions Instructions per Second — миллионов операций в
секунду). Отсу тствует вну треннее деление час тоты, как,
например, в микроконтроллерах PIC. Таким образом, если
использован кварцевый резонатор с часто той 16 МГц,
микроконтроллер будет работать с быстродействи ем почти
16 MIPS;

10. Имеется три подсемейства микроконтроллеров AVR:

ИМЕЕТСЯ ТРИ ПОДСЕМЕЙСТВА
МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ AVR:
T iny AVR — недорогие миниатюрные микроконтроллеры в 8 выводном исполнении;
Classic AVR — основная л иния микроконтроллеров с
производительнос тью отдельных модификаций до 16 MIPS,
FLASH-памятью программ 2...8 Кб, памятью данных EEPROM
64...51 2 байт, оперативной памятью данных SRAM 1 28...512
байт;
Mega AVR с производительностью 4...16 MIPS для сложных
приложений, требующих большого объ ема памяти, FLASHпамятью программ до 1 28 Кб, памятью данных EEPROM 64...512
байт, оперативной памятью данных SRAM 2...4 Кб, вс троенным
10-разрядным 8 -канальным А ЦП, аппаратным умножителем 8x8.
Интересной особеннос тью семейства микроконтроллеров AVR
является то, что сис тема команд всего семейс тва с овместима
при переносе программы с о слабого на более мощный
микроконтроллер.

11. Роботы на микроконтроллерах

РОБОТЫ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРАХ

12. Робот «Зенон»

РОБОТ «ЗЕНОН»
Исследовательский робот,
предназначенный для изучения
моделей поведения
Микроконтроллер
AT Mega 8

13. Робот ПЛУТ-3

РОБОТ ПЛУ Т-3
Микроконтроллеры
AT Mega 48
Спортивный робот,
участвовавший
в соревнованиях «Евробот»

14. Система управления роботом

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОМ
Микроконтроллер
AT Mega 8
Антропоморфный
орган управления
роботом ПЛУТ-3