На новый уровень с микроконтроллерами PICMicro и Atmel AVR

Ни один мало-мальски стоящий обзор современных микроконтроллеров нельзя назвать полноценным без упоминания семейств PICMicro от компании Microchip и AVR от Atmel. Как в тех, так и в других устройствах встроенный языковый интерпретатор отсутствует, и поэтому они программируются при помощи специального аппаратного модуля и определенного пакета программного обеспечения (подробнее см. в подразделе "Микроконтроллер - персональному компьютеру: "Пожалуйста, помоги!").

Такой подход к программированию имеет одно важное преимущество: пользователь может практически свободно выбирать из ряда разных языков программирования и пакетов для разработки ПО. Это очень удобно, если человек уже разобрался в особенностях какого-то конкретного языка программирования и чувствует себя комфортнее при работе с ним — тогда ему не понадобится изучать другой язык при смене микроконтроллера, однако такой метод гораздо более труден для дилетантов. Мы не рекомендуем идти по такому пути новичкам и не знакомым с основами программирования читателям. Креме всего прочего, е зависимости от конкретного микроконтроллера, могут понадобиться те или иные дополнительные схемные элементы, чтэбы запустить его. Так, очень, часто к микросхеме контроллера подключает кеарцевый генератор, несколько конденсаторов и стабилизатор напряжения. Если же вы решили начать с распространенных микроконтроллеров, PICMicro и AVR, то лучше сразу же приобрести отладочный модуль, на котором уже есть все, что может понадобиться для комфортной гябсты с устройством: сам микроконтроллер, модуль для прогреммирозания (программатор), необходимое ПО и кабели для соединения платы с компьютером. Такие макеты продают не только сами производители, но и многие мелкие продавцы электроники, включая интернет-магазины. Благодаря такому подходу разобраться в функциях микроконтроллера, имея на руках отладочную плату, значительно легче. Более подробно узнать о двух указанных выше семействах микроконтроллеров можно по Web-адресам их производителей. Поскольку сами Microchip и Atmel не занимаются розничной продажей своих микросхем конечным покупателям, на сайтах можно найти достаточно подробную информацию о дистрибьюторах в разных регионах мира. Кроме того, там, естественно, содержится море спецификаций, инструкций по применению и даже примеров готовых схем, собранных на выпускаемых микроконтроллерах.

• PICMicro: microchip.com, microchip.ru

• AVR: www. atmel. com (www. atmel.. ru)

Если у вас уже давно был микроконтроллер BASIC Stamp и программный редактор, проверьте версию своего программного обеспечения. В том случае, если оно устарело, желательно заменить его более новым, всегда доступным на сайте производителя (компании Parallax). В более новых версиях ПО нередко появляются новые функции, которые определенно покажутся очень удобными.

Знакомство с семейством OOPic

Микроконтроллер OOPic (произносится "оу-пик") — относительно новый член сообщества процессоров для начинающих радиолюбителей. Но даже при этом он быстро завоевывает популярность. В микроконтроллере OOPic используется принципиально другой метод программирования — с использованием объектов.

Основная идея этого подхода к программированию заключается в использовании отдельных объектов, а не обычных функций и процедур, для описания которых нужно создать множество строк кода. Благодаря новой структуре программы многие экспериментаторы для решения некоторых специфических задач предпочитают использовать именно такие микроконтроллеры; к числу этих задач относятся: управление двигателями или чтение положений электронных ключей. При использовании объектно-ориентированного программирования (ООП) (По-английски: Object-oriented programming— отсюда и название микроконтроллера OOPic. — Примеч. ред.) отпадает необходимость отдельно описывать каждую задачу несколькими строками кода. В результате часто можно сэкономить уйму времени на написание программы.

В микроконтроллере OOPic инженерам удалось встроить эту функциональность в полупроводниковый кристалл, который и составляет мозг микросхемы. В результате достаточно указать микроконтроллеру OOPic, к какому устройству он присоединен, и запрограммировать его, после чего система начнет функционировать полностью самостоятельно, управляя подключенным исполнительным элементом.

Такой подход, в принципе, не нов для знакомых с программированием специалистов, но в свое время являлся уникальным в мире микроконтроллеров. Скорее всего, от вас потребуется какое-то время на освоение этого нового метода программирования, но, ознакомившись с его структурой, вы сэкономите массу времени при решении рутинных задач. Подробнее познакомиться с OOPic можно на сайте www.oopic.com.

"Все включено", или Весь мир на кристалле

Как и BASIC Stamp, микроконтроллеры OOPic имеют несколько разных версий. Можно купить его как в составе отладочного модуля (рис. 13.6), так и отдельно, в виде 24-выводной платы, как в Basic Stamp 2. На отладочной плате присутствует пищалка, несколько переключателей и светодиодов, которые работают в качестве индикаторов, а также море разных разъемов и контактов для подключения периферийных компонентов.

Правильный язык программирования

Программную оболочку для микроконтроллеров OOPic можно настроить таким образом, чтобы использовать любой из трех наиболее популярных языков программирования: Бейсик, Си или Java. Сам пакет ПО можно бесплатно скачать с сайта www.oopic.com.

Кроме всего, не стоит забывать, что сам сайт время от времени обновляется, и там можно найти новые функциональные улучшения.

Знакомимся с Basic Stamp 2

А теперь самое время взглянуть поближе на один из описанных выше микроконтроллеров — а именно BASIC Stamp 2, чтобы попробовать собрать на его основе парочку простых электронных проектов. Хочется напомнить, что настоящая мощь микроконтроллера лежит вне пределов нашей книги для начинающих в электронике, но даже эти простенькие задачи явно вскроют размах и великолепие, которые скрываются под пластмассой одной из этих крошек. После того как вы ознакомитесь с этими простыми примерами, в главе 15 вы сможете найти настоящий проект на основе того же BASIC Stamp 2 — вам предстоит самому построить робота!

Этап 1: разработка схемы

Хотя микроконтроллер BASIC Stamp сам по себе и является вполне самодостаточным, к нему все равно нужно как-то подключать другие узлы схемы, которые разработчик хочет увидеть в своем устройстве.

Предположим, что радиолюбитель желает, чтобы микроконтроллер управлял индикацией при помощи светоизлучающего диода. Такая схема, хоть она и предельно проста, отлично справляется с демонстрационной функцией — во-первых, для нее требуется всего лишь два внешних компонента (резистор и сам светодиод), а во-вторых, всегда можно сразу сказать, работает схема или нет.

Давайте взглянем на рис. 13.7; на нем изображена принципиальная схема нашего демонстрационного стенда. Для того чтобы собрать такую простую схему, достаточно присоединить к выводу микроконтроллера резистор и светодиод, что и показано на рисунке. Если под рукой имеется отладочная плата с полем для беспаечного монтажа, наподобие той, что была изображена на рис. 13.5 (учебная плата), то собрать предлагаемое устройство становится еще легче. Кроме того, отладочная плата обеспечит еще и удобный способ подключения микроконтроллера BASIC Stamp к персональному компьютеру посредством последовательного или универсального портов, да еще и стабилизированное питание. Ну, и, наконец, на плате все выводы микроконтроллера пронумерованы методом трафаретной печати и выведены на разъемы; так, вывод 0 ввода-вывода можно найти на разъеме рядом с полем для беспаечного монтажа под надписью Р0.

Отладочная плата с подключенным светодиодом изображена на фотографии на рис. 13.8.

Этап 2: программирование микроконтроллера

Как только демонстрационная схема собрана, все готово к программированию микроконтроллера BASIC Stamp. Мы будем исходить из того, что необходимое программное обеспечение для написания программы и программирования как такового уже установлено на вашем ПК, поэтому сразу начнем с места в карьер. (Если же еще не все готово, то мы никуда не спешим и можем подождать...)

Готово? Тогда откройте редактор программ и наберите в нем приведенную ниже коротенькую программку. Как только закончите с ней, сравните окно редактора с рис. 13.9.

Теперь распишем подробно, что же делает программа — шаг за шагом.

> Строка 1. Программа сообщает редактору о типе используемого микроконтроллера BASIC Stamp. В данном случае это BASIC Stamp 2, что и зафиксировано в строке кода {$STAMP BS2}.

> Строка 2. Этот операнд называется меткой (label). Он используется здесь и в конце программы для образования бесконечного цикла

> Строка 3. Операнд HIGH о переводит вывод 0 микроконтроллера в состояние с высоким уровнем напряжения. Вследствие того, что светодиод подключен именно к этому выводу, он зажигается.

> Строка 4. Команда PAUSE 250 предписывает микроконтроллеру ждать в течение интервала 250 мс. Как вы помните, 1 миллисекунда — это одна тысячная секунды, следовательно, 250 миллисекунд составляет 250/1000 или четверть секунды.

> Строка 5. LOW 0 переводит вывод 0 микроконтроллера в состояние с низким уровнем сигнала, светодиод выключается.

> Строка 6. Следующая команда PAUSE 250 снова заставляет микроконтроллер подождать 250 миллисекунд.

> Строка 7. Операнд GOTO с аргументом loop предписывает микроконтроллеру BASIC Stamp перейти к метке под соответствующим названием (loop) в тексте программы. Именно эта команда заставляет программу снова и снова возвращаться по циклу, и так до тех пор, пока никто не перепрограммирует микроконтроллер другой программой.

Поиск по сайту: