طراحی میكروكنترلر AVR جهت اسكن

طراحی میكروكنترلر AVR  جهت اسكن

تاریخچه و مقدمه :

ریزپردازنده وسیله ای است كه می توان با دادن فرمان آن را به عملیات مختلف واداشت . یعنی یك كنترل كننده قابل برنامه ریزی است . همه ریزپردازنده ها سه عمل اساسی یكسانی را انجام می دهند : انتقال اطلاعات ، حساب و منطق ، تصمیم گیری ، اینها سه كار یكسان هستند كه به وسیله هر ریزپردازنده ، كامپیوتر كوچك یا كامپیوتر مركزی انجام می شود .

اولین ریزپردازنده تك تراشه ای ، ریزپردازنده Intel 4004 بود كه توانست دو عدد 4 بیتی دودویی را جمع كند و عملیات متعدد دیگری را انجام دهد .

4004 با معیارهای امروزی یك وسیله كاملا ابتدایی بود كه می توانست 4096 مكان مختلف را آدرس دهد. برای حل این مسئله بود كه ریزپردازنده 8 بیتی ( 8008 ) به وسیله شركت Intel معرفی شد .

Intel 8008:

Intel 8008 توانست اعداد 8 بیتی را ( كه بایت نامیده می شوند ) به كار گیرد ، كه این خود پیشرفت بزرگی نسبت به 4004 بود . تقریبا در همان زمان گشایشی در ساختن مدارهای منطقی NMOS ( نیمه هادی اكسید فلز از نوع N )پیش آمد . منطق NMOS بسیار سریع تر از PMOS است . به علاوه از یك منبع تغذیه مثبت استفاده می كند كه آن را برای اتصال به مدارهای منطقی TTL سازگارتر می كند . خصوصیات مذكور از این جهت دارای اهمیت است كه بسیاری از مدارهای جنبی ریزپردازنده از نوع TTL هستند . NMOS سرعت ریزپردازنده را با ضریبی در حدود 25 بار افزایش می دهد كه رقم چشمگیری است .

این تكنولوژی جدید در ساختمان ریزپردازنده معروف امروزی یعنی Intel 8080 به كار برده شد .

Intel 8080:

Intel 8080 در 1973 و معرفی آن دنیا را به دوره ریزپردازنده وارد كرد . 8080 نوع بسیار غنی شده ای از 8080 بود كه می توانست 500000 عمل را در ثانیه انجام دهد و 64 كیلو بایت از حافظه را آدرس می دهد و 500000 دستورالعمل را در ثانیه اجرا كند . امتیاز اصلی Z80 نسبت به 8080 این است كه می تواند از دستورالعمل هایی كه برای 8080  می شوند نیز استفاده كند . نرم افزاری كه برای 8080 استفاده می شود بدون پیچیدگی بر روی Z80 قابل اجرا است . یك مشخصه سخت افزاری مهم Z80 در مقایسه با 8080 آرایش كامل تر ثبات هاست . Z80 همچنین مكانیزمی را به كار می گیرد كه حافظه RAM دینامیكی را به طور خوركار تازه می كند . این دو مشخصه اضافی موجب برتری Z80 نسبت به Intel 8080 شده است.

سایر ریزپردازنده های اولیه :

تا سال 1973 ، Intel  تولید كننده اصلی ریزپردازنده ها بود . بعد از آن تولید كنندگان دیگر متوجه شدند كه این وسیله جدید دارای آینده است و شروع به تولید انواع اصلاح شده دیگری از ریزپردازنده Intel 8080 كردند .

ریزپردازنده های امروزی :

به نظر می رسد كه آینده توجه ریزپردازنده در دست سه شركت Intel  ، Motorola و Zilog است . این شركت ها هر یك با دو سال یك بار انواع پیشرفته تری از ریزپردازنده ها را تولید می كنند . امروزه ریزپردازنده ها از نظر اندازه بین 4 تا 32 بیت دارند .

انواع میكروپروسسورها :

1. Genela  ( كه خود شامل cpu می باشد كه بر اساس برنامه وظیفه آنها تغییر می كند و µ.c كه از تكنولوژی RISC سود می برد .

2.پروسسورهای صوتی : سری VP ساخت شركت QUICK  و سری ISD

3.پروسسورهای مخابراتی ( شركت MITEL فقط پروسسورهای مخابراتی می زند . )

4. پروسسورهای خاص ( برای كاربردهای خاص استفاده می شود ) .

در معماری CPU از تكنولوژی CISC و RISC استفاده شده كه تكنولوژی CISC (  Complex INSTROCTION set Computer )دستورات پیچیده را در داخل خود اجرا می كند و تكنولوژی RISC( Reduce INSTROCTION set Computer )

SET كامپیوتری است كه دستورات ساده ای دارد كه از این نوع تكنولوژی در میكرو كنترلرها نیز استفاده شده و خواص آن تعداد كم دستورالعمل ها می باشد .

تعریف µ.c :

تراشه هایی هستند كه واسطهای صفحه كلید ، دیسك و در بسیاری از دیگر دستگاهها استفاده می شود . این نوع تراشه ها به علت حجم بسیار كوچك كه دارند به نام single µ.c chip معروفند .

تفاوت میان ریزپردازنده با ریز كنترل كننده ( µ.c ) :

ریز كنترل كننده ها علاوه بر cpu شامل حافظه ، خطوط I/O تایمر ، كانتر و در برخی از آنها حتی A/D نیز دارند . حال به مروری بر میكروهای AVR و انواع آنها می پردازیم .