Области применения AVR микроконтроллеров, для чего использовать микроконтроллер
Рассмотрим области применения разных семейств AVR микроконтроллеров, попробуем поразмышлять какие устройства для дома, производства и просто для развлечения можно сделать на основе AVR микроконтроллеров. Зная сферы применения этих умных микросхем гораздо интереснее и более захватывающе будет их изучение.
Содержание:
Применение микроконтроллеров
Так зачем же нужны микроконтроллеры фирмы ATMEL и где они применяются? - приведем по несколько примеров для семейств, а потом включим смекалку и поразмышляем что можно полезного смастерить на AVR чипах.
Миниатюрные микроконтроллеры AVR семейства "tiny" используются для построения следующих устройств:
- электронные игрушки;
- различные датчики в автомобильной промышленности;
- детекторы дыма и пламени, датчики температур, измерители разных величин;
- недорогие зарядные устройства, индикаторы напряжения и тока;
- пульты управления для разнообразной бытовой и промышленной техники;
- другие не дорогие и миниатюрные электронные устройства.
Рис. 1. Микроконтроллеры AVR семейства "tiny".
Чипы семейства "mega", "xmega" и 32-bit AVR применяются в более сложных устройствах:
- робототехника;
- спутниковые навигационные системы;
- функциональные разрядно-зарядные устройства с программированием;
- сложные дистанционные системы управления;
- сетевые устройства;
- быстродействующие системы для передачи и обработки данных;
- сложная бытовая техника;
- устройства ввода и отображения информации с тач-скринами(Touch-screen);
- другие многофункциональные устройства.
Рис. 2. AVR микроконтроллеры семейств "mega" и "xmega".
Давайте подумаем что можно сделать на основе маленького компьютера, к которому мы можем подключить разные датчики и устройства ввода, кнопки и целые клавиатуры, светодиоды и цифровые индикаторы, цветные дисплеи и тач-скрины... да почти что угодно, главное суметь все это подключить и написать рабочую программу для микроконтроллера.
Приведу небольшой перечень идей и способов использования микроконтроллеров по категориям применения:
- Начинающим: мигалка из светодиодов, виртуальная игра в кости, таймер, счетчик нажатий клавиши;
- Праздник и подарок: звуковая шкатулка, мигающая звезда или сердечко, гирлянда для елки, цветомузыка;
- Реклама: светодиодное табло, бегущая строка с символами, аппликация из светодиодов с заданным алгоритмом свечения;
- Робототехника: робот-пылесос, управляемый по радиоканалу робот-игрушка, робот-сканер документов;
- Измерения: частотомер. генератор сигналов, мультиметр, измеритель температуры, давления, освещения, самодельная метеостанция;
- Безопасность: умная сигнализация с оповещением через сотовую связь, кодовый замок, электронный ключ для доступа к двери, детектор дыма, сигнализатор протекания воды;
- Производство: модуль управления токарным станком с ЧПУ, автоматический контроль и учет веществ, управление котлом;
- Связь: индикатор частоты, декодер сигналов, модуль управления радиостанцией, автоматическое устройств поворота антенны;
- Энергетика: управление поворотом солнечных панелей, зарядное устройство для аккумуляторных батарей, измеритель напряжений.
Это всего лишь маленький кусочек из того обширного спектра возможностей и идей что предоставляют нам микроконтроллеры.
Если вы раньше собирали устройства на цифровых и аналоговых микросхемах то вам должно быть знакомо то чувство когда для реализации казалось-бы несложной задачи нужно воротить целый клубок проводов с микросхемами, продумывать логику и предусматривать исключения.
Рис. 3. Технология монтажа накруткой проводников. www.bigmessowires.com (2009).
С появлением микроконтроллеров все стало намного удобнее и проще. На основе всего лишь одного чипа ATtiny13, к примеру, можно собрать устройство для которого вам потребовалось бы несколько десятков, а возможно и сотен микросхем.
В наше время уже не нужно воротить логику на цифровых микросхемах - за всю логику может отвечать микроконтроллер, теперь все свои силы можем сконцентрировать на правильной обвязке этого микроконтроллера чтобы решить нужную задачу, а дальше останется написать программу-прошивку к микроконтроллеру - и все готово!
Arduino
Также на микроконтроллерах AVR сейчас работает Arduino - электронный конструктор, платформа для быстрой и удобной разработки различных устройств автоматизации и управления. Данное решение состоит из комплекса программ и аппаратных составляющих - печатных плат с компонентами, центральную и главную роль в которых играет плата с микроконтроллером AVR - ATmega328, ATmega168, ATmega2560, ATmega32U4, ATTiny85 (в старых моделях - ATmega8, ATmega1280 и другие).
Рис. 3. Основная плата Arduino и дополнительные модули.
Данный обзор очень краток, на самом деле областей применения AVR микроконтроллеров гораздо больше. Однажды разобрав какое-то устройство у себя дома вы сможете увидеть внутри него AVR чип и здесь нет ничего сверхъестественного, микроконтроллеры набирают все большую популярность и более широко применяются в самых разных областях.
Заключение
Для кого-то программирование микроконтроллеров может перерасти из хобби в хорошо оплачиваемую работу, которая будет приносить не только хорошую прибыль, но и удовольствие от самого процесса разработки, пользу другим людям.
В следующей статье разберемся с архитектурой AVR микроконтроллеров, узнаем из чего состоит микроконтроллер, что в нем есть и для чего.
Начало цикла статей: Программирование AVR микроконтроллеров в Linux на языках Asembler и C.