Программирование микроконтроллеров AVR: от Arduino к ассемблеру

Рассмотрено практическое программирование микроконтроллеров AVR, в том числе популярной платформы Arduino. Рассказано, как выйти за рамки ограничений Arduino, когда следует применять прямое программирование на ассемблере, а когда использовать языки высокого уровня. Изложены общие принципы устройства микроконтроллеров AVR и их программирования, система команд, программирование таймеров, арифметические операции, память, интерфейсы, режимы энергосбережения и сторожевой таймер, программы реального времени, обмен данными с персональным компьютером. Особое внимание уделено переносу типичных Arduino-проектов на ассемблер. Даны готовые рецепты для программирования большинства основных функций современной микроэлектронной аппаратуры. Для учащихся, инженерно-технических работников и радиолюбителей.

За шесть шагов новый практический самоучитель позволит пройти путь от "чайника", изучающего азы цифровой техники, до вполне готового специалиста, умеющего самостоятельно разрабатывать схемы любых устройств на микроконтроллерах и составлять для них программы. .Изучив базовые элементы цифровой логики, читатель осваивает основы микропроцессорной техники, возможности семейства микроконтроллеров AVR, основы схемотехники и конструирования микроэлектронных устройств. .Читатель изучит сразу два языка программирования для микроконтроллеров (язык Ассемблера и язык СИ), учится транслировать, отлаживать программы, прошивать их в память микроконтроллера, самостоятельно разрабатывать собственные микроконтроллерные устройства. На CD размещены тексты всех программных примеров, рассмотренных в книге. Видеоуроки представляют полный цикл отладки и проверки, включая прошивку программы в микроконтроллер и проверку работы на реальном устройстве. CD содержит также инсталляционные пакеты инструментальных программ: AVR Studio, HP Info Tech, GCC, PonyProg, Khazama AVR Programme, FUSE-калькулятор, а также программу, драйвер и прошивку для программатора USBasp. .Книга предназначена для широкого круга читателей: начинающих специалистов по электронной технике, студентов технических ВУЗов и всех желающих изучить эту область человеческих знаний. .2-е издание, переработанное и дополненное. .

С помощью программатора можно прошивать контроллеры AVR по интерфейсу ISP (не выпаивая его с платы), а самое главное, можно прошить загрузочный сектор на контроллерах Arduino. технические характеристики: Поддерживаемые ОС: Windows, MacOS, Linux Процессор: Atmega8A Интерфейс подключения к ПК: USB Интерфейс программирования: ISP (внутрисхемное) Напряжение программирования: 5В или 3.3В (в зависимости от положения перемычки JP2) Частота программирования: 375кГц (по умолчанию) и 8кГц (при замкнутой перемычке JP3) Поддерживаемые контроллеры: все AVR с интерфейсом SPI световая индикация: Красный светодиод G — Включен Красный светодиод R — Обмен данными перемычки: JP1 — POWER, управляет напряжением на разъеме ISP VCC (вывод 2), можно установить на + 3.3В, + 5В или вовсе убрать перемычку, если программируемое устройство, имеет собственный источник питания. JP2 — SERVICE, обновления прошивки USBasp. JP3 — SLOW, программирования на низких скоростях, если программируемое устройство, работает на частоте ниже 1.5 МГц, SCK (вывод 7) уменьшит частоту с 375 кГц до 8 кГц. Список поддерживаемых AVR микроконтроллеров: Mega Series: ATmega8, ATmega8A, ATmega48, ATmega48A, ATmega48P, ATmega48PA, ATmega88, ATmega88A, ATmega88P, ATmega88PA, ATmega168, ATmega168A, ATmega168P, ATmega168PA, ATmega328, ATmega328P, ATmega103, ATmega128, ATmega128P, ATmega1280, ATmega1281, ATmega16, ATmega16A, ATmega161, ATmega162, ATmega163, ATmega164, ATmega164A, ATmega164P, ATmega164PA, ATmega169, ATmega169A, ATmega169P, ATmega169PA, ATmega2560, ATmega2561, ATmega32, ATmega32A, ATmega324, ATmega324A, ATmega324P, ATmega324PA, ATmega329, ATmega329A, ATmega329P, ATmega329PA, ATmega3290, ATmega3290A, ATmega3290P, ATmega64, ATmega64A, ATmega640, ATmega644, ATmega644A, ATmega644P, ATmega644PA, ATmega649, ATmega649A, ATmega649P, ATmega6490, ATmega6490A, ATmega6490P, ATmega8515, ATmega8535; Tiny Series: ATtiny12, ATtiny13, ATtiny13A, ATtiny15, ATtiny25, ATtiny26, ATtiny45, ATtiny85, ATtiny2313, ATtiny2313A; Classic Series: AT90S1200, AT90S2313, AT90S2333, AT90S2343, AT90S4414, AT90S4433, AT90S4434, AT90S8515, AT90S8535; Can Series: AT90CAN128; PWN Series: AT90PWM2, AT90PWM3;

Arduino Uno R3 является флагманом линейки плат от Arduino. Arduino Uno R3 построена на базе микроконтроллера Atmega328P. Arduino Uno - одна из самых распространенных плат линейки Arduino.

Arduino Uno использует микроконтроллер Atmega16u2 в качестве встроенного программатора, также выведены контакты для входа в режим программирования Atmega16u4, что позволяется использовать сразу два микроконтроллера одновременно на одной плате Arduino.

Платформа Arduino Uno может автоматически выбирать тип источника питания.

Для её работы предусмотрены 2 варианта питания:

1. Через USB-полключение.

2. Подключение к внешнему источнику.

Отладочная плата Arduino Uno может работать от двух типов внешних источников:

1. Трансформатор AC/DC.

2. Аккумулятор. Для соединения платформы Arduino Uno с блоком питания используется разъём 2,1 мм с плюсовым центральным элементом. Для соединения с аккумулятором (рекомендуемое напряжение 7-12В) используется разъём питания с выводами Vin и Gnd.

Минимально допустимое напряжение внешнего источника – 6В. Максимальное напряжение – 20В. При минимальных параметрах напряжения (меньше 7В) платформа может работать с перебоями, а напряжение регулируемого вывода 5V будет меньше 5В.

Превышение напряжения свыше 12 В может вызвать перегрев устройства. Флеш-памятьФлеш-память микроконтроллера ATmega328, на базе которого сделана платформа Arduino Uno, имеет ёмкость 32 кБ.

Загрузчик занимает объём памяти 0,5 кБ. SRAM (ОЗУ) потребляет 2 кБ, Регистратор данных EEPROM занимает 1 кБ.

Плата имеет встроенную защиту по тока USB-разъёма.

Платформа Arduino Uno оснащена автоматическим предохранителем, защищающим разъём USB от тока, параметры которого превышают допустимое значение (свыше 500мА). Данное устройство защищает разъём от последствий короткого замыкания. При нормализации параметров тока предохранитель восстанавливает соединение.

В комплект Arduino Uno входит usb кабель.

Разработано в Италии.

Купить Arduino Uno можно на сайте нашего интернет-магазина.

Книга представляет собой введение в мир Arduino — самой популярной платформы для прототипирования электроники с открытым исходным кодом. В ней есть как простые проекты, так и вся необходимая информация для создания собственных конструкций, от списков компонентов до финишной отладки. Рассмотрены основные принципы интерактивного дизайна и физических вычислений, современные платы Arduino и программные среды, основы электроники, прототипирование на макетной плате, создание принципиальных схем, облачные платформы. Подробно описан ряд практических проектов, в том числе автоматическая система полива растений и проекты с выходом в Интернет через Wi-Fi. Материал изложен с учетом последней версии Arduino IDE и новых плат на базе ARM.

Книга представляет собой введение в мир Arduino — самой популярной платформы для прототипирования электроники с открытым исходным кодом. В ней есть как простые проекты, так и вся необходимая информация для создания собственных конструкций, от списков компонентов до финишной отладки. Рассмотрены основные принципы интерактивного дизайна и физических вычислений, современные платы Arduino и программные среды, основы электроники, прототипирование на макетной плате, создание принципиальных схем, облачные платформы. Подробно описан ряд практических проектов, в том числе автоматическая система полива растений и проекты с выходом в Интернет через Wi-Fi. Материал изложен с учетом последней версии Arduino IDE и новых плат на базе ARM.

Контроллер Arduino Pro Micro (совместимая) - это миниатюрный контроллер, который отличается своими миниатюрными размерами. Он имеет 22-пиновый интерфейс, из которых 5 можно использовать в качестве шим-выводов и 4 в качестве аналоговых входов. Контроллер имеет ширину 1,8 см и длину 3,3 см. Он работает на процессоре ATmega32U4 и требует питания 5 В. Контроллер поставляется без кабеля, что делает его еще более компактным и удобным для использования. Arduino Pro Micro является идеальным выбором для тех, кто ищет компактный контроллер с большим количеством функций и возможностей.

8-битный контроллер производства Atmel. Характеристики:
Ядро: AVR
Разрядность: 8
Тактовая частота, МГц: 16
Объем ROM-памяти: 8K
Объем RAM-памяти: 1K
Внутренний АЦП, кол-во каналов: 8
Напряжение питания, В: 4.5…5.5
Температурный диапазон, C: -40…85
Тип корпуса: DIP28

Рассмотрены основные платы Arduino и платы расширения (шилды), добавляющие функциональность основной плате. Подробно описан язык и среда программирования Arduino IDE. Приведены практические проекты с использованием контроллеров семейства Arduino в области робототехники, погодных метеостанций, «умного дома», вендинга, телевидения, беспроводной связи (bluetooth, радиоуправление, связь с устройствами Android) и др. Все проекты сопровождаются схемами и листингами. На сайте издательства размещен архив с исходными кодами программ и библиотек, описаниями и спецификациями электронных компонентов. В четвертом издании рассмотрены новые платы Arduino MKR и Nano 33, новые платы расширения, светодиодные матрицы, протокол MQTT, RFID-идентификация, GPS-трекер, Яндекс.Карты и проекты в области нейронных сетей.