امروز، دوشنبه، ۳۱ تیر ۱۳۹۸

آموزش ARM: میکروکنترلر ARM چیست؟

آموزش ARM:
در این سری از آموزش در سایت الکترولب قصد دارم شما رو با میکروکنترلر های ARM آشنا کنم . این میکروکنترلرها نسبت به میکروکنترلر های دیگر دارای مزیت فراوانی هستند. که در ادمه بحث خواهد شد. در اولین بخش آموزش تفاوت میکروکنترلر و میکروپروسسور می پردازیم که در پست های پیشین (آموزش میکروکنترلر AVR قسمت اول) درباره اش بحث کردیم.
میکروپروسسور
میکروپروسسورها قطعات منطقی از نوع ترتیبی نسبتا پیچیده هستند که شامل واحد محاسبه و منطق (ALU)، واحد رمزگشا (Decoder) دستورات، واحد ریجیسترها و واحد کنترل است. میکروپروسسورها کدهای دستورالعمل قرار گرفته در حافظه را واکشی نموده و پس از دیکد کردن دستور آن را اجرا می کنند.
میکروکنترلر
میکروکنترلرها سخت افزاری کاملتر و اضافی تر از میکروپروسسور ها دارند. یک میکروکنترلر در داخل خود شامل بخش های مختلف بوده که یکی از آن ها میکروپروسسور می باشد. سایر بخش ها معمولا شامل: تایمر، واحد سریال، واحد کنترل ، پورت های I/O ، حافظه ی داده و غیره می باشد.
تاریخچه ی ARM:
سابقه ی ARM به سال 1983 برمی گردد. شرکتی به نام Acron برای محصولات جدید خود به پردازنده های 16 بیتی نیاز داشت. چون پردازنده مورد نظر خود را در آن زمان نیافت مهندسان شرکت Acron  تصمیم به طراحی پردازنده های مورد نظر خود کردند.
ARM  مخفف کلمات (Acron RISC Machine) بود. تا اینکه در سال 1990 شرکت اپل به ARM پیوست و شرکت (Advanced RISC Machine) توسط این شرکت ها تاسیس شد. این شرکت هیچ تراشه ای تولید نمی کند. و درآمد خود را از فروش حق امتیاز استفاده از پردازنده های ARM به سایر 
شرکت های تولید کننده ی تراشه به دست می آورد.
بحث ما در ادمه این پست بر روی میکروکنترل هایی بر مبنای میکروپروسسور های ARM است. شرکت های مختلفی میکروکنترلر های ARM را عرضه می کنند که شامل : ATMEL ، NXP(Phlips) ، ST ،TI و غیره می باشد.
مزایایی میکروکنترلر ARM نسبت به میکروکنترلر‌های دیگر:
• بسیار سریع: بیشتر هسته های ARM7 تا فرکانس 60MHz کار می کنند و هسته ها Cortex-M3 تا فرکانس 133MHz کار می کنند.
• توان مصرفی کم: هسته های ARM به ازای هر MHz توانی از 0.2mA تا 1mA مصرف می کنند.
• سخت افزارهای جانبی متعدد: ADC , DAC , USB ,SPI , UART , CAN , Ethernet , SDRam و ..
• حافظه داخلی زیاد
• و …
هسته های موجود در میکروکنترلر های ARM:
یکی از معروف ترین هسته های پردازنده ی ARM نسل ARM7 می باشد که اکثر تولید کنندگان از این نسل برای پیاده سازی میکروکنتلر های خود استفاده می کنند. هسته ی Cortex-M3 به عنوان جایگزین قدرتمند جهت جایگزینی با معماری ARM7 معرفی شده است و به دلیل رفع چند مشکل اساسی و مصرف توان پایین تر و سرعت پردازش بیشتر نسبت به هسته‌های ARM7 به سرعت در حال جایگزین شدن به جای ARM7 می باشد. و ما مبنای آموزش در الکترولب را Cortex-M3 قرار می دهیم.
میکروکنترلر های موجود در بازار ایران:
میکروکنترلرهای رایج در بازار ایران بیشتر از سه شرکت NXP ، Atmel ، STM می باشد. از شرکت STM سری STM32F103  در بازار موجود هست و از شرکت NXP (همان فلیپس) سری های LPC21xx , LPC23xx , LPC17xx ,LPC13xx در بازار موجود هست.
• پیشنهاد من از شرکت NXP میکروکنترلر LPC1768  است که دارای امکانات زیاد و قیمت مناسب می باشد. (حدود 20 هزار تومان)
32-bit Arm Cortex-M3 Microcontroller;512kB Flash / 64kB Sram with Ethernet,Usb 2.0 Host/Device,100 MHz
• و از شرکت STM میکروکنترلر stm32f103c8t6 با دارا بودن قیمتی در حدود 7 هزار تومان انتخابی مناسب و به صرفه برای شروع آموزش میکروکنترلر ARM  است.
High-density performance line ARM-based 32-bit MCU with 256 to 512KB Flash, USB, CAN, 11 timers, 3 ADCs, 13 communication interfaces
 این دو میکروکنترلر هردو از سری cortex-m3 هستند. چون این میکروکنترها در حالت SMD بوده بهتر است برای آموزش و یادگیری از هدربردهایی که در بازار موجود هستند استفاده کنید.
هدر بردها
هدربردها (بردهای راه انداز) بردهای آموزشی ارزان قیمتی هستند که امکانات اولیه جهت استفاده از میکروکنترلر را فراهم کرده اند. هدربردها قابلیت نصب بر روی بردبورد و یا بردهای سوراخدار معمولی را داشته و می توانید در کمترین زمان ممکن انواع سخت‌افزارهای خود را به آنها متصل و بر روی آنها کار نمایید.
* محمد مرادی، سرپرست بخش الکترونیک
 هنرستان صنعتی نمازی ناحیه 4
با تشکر و سپاس از مدیریت محترم هنرستان نمازی جناب آقای مهندس کرمان ساروی 
 

نظرات کاربران
تاکنون نظری برای این خبر ثبت نشده است!
ثبت نظر جدید
  • نام و نام خانوادگی
  • آدرس ایمیل
  • نظر شما