Atmega128 /328 — это мощный микроконтроллер, который используется в различных областях применения. Это высокоинтегрированный 8-разрядный микроконтроллер с широким спектром периферийных устройств и функций. В этом блоге мы рассмотрим различные функции Atmega128 / 328, его конфигурацию выводов, методы программирования и области применения. Мы также обсудим преимущества микроконтроллера Atmega128 / 328 по сравнению с другими микроконтроллерами и предоставим некоторые рекомендации по работе с ним.
Что такое Atmega128 / 328?
Atmega128 / 328 — это 8-разрядный микроконтроллер, производимый компанией Atmel Corporation. Он основан на архитектуре AVR и является одним из самых популярных микроконтроллеров, используемых во встроенных системах. Он доступен в различных корпусах и конфигурациях, включая 40-контактный PDIP, 44-контактный TQFP и 64-контактный VQFP. Atmega128 / 328 основан на архитектуре RISC и имеет широкий спектр периферийных устройств, включая 8-канальный 10-разрядный АЦП, три 16-разрядных таймера, последовательный порт и порт SPI. Он имеет в общей сложности 128 Кбайт программной памяти и 2 Кбайт EEPROM.
Обзор Atmega128 / 328
Особенности
Atmega128 / 328 обладает широким спектром возможностей, что делает его универсальным и мощным микроконтроллером. Он имеет 16-разрядную архитектуру RISC, которая позволяет ему быстро и эффективно выполнять инструкции. Он может работать на частоте 8 МГц, 16 МГц или 20 МГц, что делает его пригодным для широкого спектра применений. Atmega128 / 328 также имеет широкий спектр периферийных устройств, включая 8-канальный 10-разрядный АЦП, три 16-разрядных таймера, последовательный порт и порт SPI. Он также имеет 128 Кбайт / 328 Кбайт программной памяти и 2 Кбайт EEPROM, что позволяет ему хранить большие объемы данных.
Atmega128 / 328 также отличается высокой степенью интеграции, что делает его идеальным для использования во встроенных системах. Он имеет встроенный генератор, встроенную схему сброса и встроенную схему стабилизации напряжения. Он также имеет встроенную схему сброса при включении питания, которая обеспечивает сброс микроконтроллера при подаче питания. Кроме того, Atmega128 имеет широкий спектр портов ввода-вывода, что позволяет ему взаимодействовать с различными внешними устройствами.
Конфигурация контактов
Atmega128 / 328 имеет в общей сложности 64 контакта, которые расположены в два ряда. Контакты делятся на две категории: цифровые контакты ввода/вывода и аналоговые контакты ввода/вывода. Цифровые контакты ввода/вывода используются для управления цифровыми сигналами, а аналоговые контакты ввода/вывода — для управления аналоговыми сигналами. Atmega128/328 также имеет последовательный порт, порт SPI и порт I2C.
Приложения
- Проекты в области робототехники, например, в области роботизированных манипуляторов и автономных роботов.
- Проекты в области связи, например, модули Bluetooth и Wi-Fi.
- Системы сбора данных и встроенные системы для регистрации и контроля данных.
- Автомобильные приложения, такие как системы управления двигателем и информационно-развлекательные системы в автомобилях.
- Потребительские товары, такие как пульты дистанционного управления, цифровые камеры и бытовая техника.
Программирование Atmega128 / 328
Микросхема Atmega128 / 328 может быть запрограммирована с использованием языка C или ассемблера. Она обладает широким спектром функций, которые упрощают программирование, включая широкий диапазон портов ввода-вывода, встроенный генератор и встроенный стабилизатор напряжения.
Если вы хотите запрограммировать Atmega128 / 328, вам понадобится программатор. Программатор — это устройство, которое используется для передачи программного кода с компьютера на Atmega128 / 328. После передачи программного кода микросхему можно запрограммировать с помощью соответствующего программного обеспечения. Все шаги можно разделить на 4 части, как показано ниже:
- Часть 1: Подготовка необходимых компонентов.
- Часть 2: Сборка схем Arduino на макетной плате.
- Часть 3: Запись загрузчика в микросхему Atmega128 / 328.
- Часть 4: Программирование микросхемы Atmega128 / 328.
Часть 1: Подготовка компонентов
Atmega128 / 328: Ключевой компонент на макетной плате и схема его выводов приведены выше.
Макетная плата (LM7805): Беспоясное устройство для соединения электронных компонентов с помощью перемычек.
Генераторы (16 МГц): обеспечивают тактовую частоту для ИС, подключены к выводам 23 и 24.
Конденсатор (10 мкФ): используется во входном и выходном разделах LM7805 для обхода любых переменных компонентов к земле.
Перемычка: металлический провод, соединяющий две точки на печатной плате или макетной плате.
Часть 2: Создание схем Arduino на макетной плате без пайки
Шаг 1: Сначала подключите блок питания, как показано на схеме, и протестируйте его с помощью внешнего источника питания LM7805. Это выглядит так:
Шаг 2: Затем подключите микроконтроллер, как показано на схеме.
Шаг 3: Теперь с помощью проволочных перемычек соедините источник питания и микроконтроллер.
Часть 3: Запись загрузчика в микросхему Atmega128 / 328
Загрузчик — это небольшой фрагмент исполняемого кода, постоянно хранящийся в памяти микроконтроллера. Он занимает менее 1 Кб памяти. Загрузчик позволяет микросхеме принимать код с компьютера и помещать его в память микроконтроллера.
Когда вы покупаете новый Atmega128 / 328 на рынке, он не имеет загрузчика. Поэтому, чтобы запрограммировать его с помощью Arduino IDE, вы должны сначала загрузить загрузчик.
Для загрузки загрузчика существует два метода:
- Использование программатора USBasp
- Использование платы Arduino UNO
По сравнению с первым методом, второй метод проще. Потому что он требует меньше подключений, а последние версии Arduino IDE менее совместимы с программаторами USBasp.
Поэтому в этом уроке мы будем использовать плату Arduino UNO для загрузки загрузчика.
Шаг 1: Откройте Arduino IDE. Перейдите в меню: File -> Examples -> ArduinoISP. Затем выберите ArduinoISP.
Шаг 2: Теперь вам нужно загрузить этот код на плату Arduino. Выберите COM-порт и плату в меню «Инструменты» и нажмите кнопку «Загрузить».
Шаг 3: После завершения загрузки отсоедините плату Arduino от компьютера. Затем подключите плату Arduino к микросхеме Atmega128 / 328, как показано на рисунке ниже.
Шаг 4: Откройте Arduino IDE после подключения платы Arduino к компьютеру. Затем перейдите в меню: Tools -> Board: «Arduino/Genuin0 Uno» и выберите правильный порт для вашей платы. Затем выберите Programmer: «Arduino as ISP».
Шаг 5: Теперь снова перейдите в строку меню «Инструменты» и нажмите «Записать загрузчик» в разделе «Программатор». Через несколько секунд загрузчик будет успешно загружен. Если при загрузке возникли ошибки, проверьте соединение.
Часть 4: Программирование микросхемы Atmega128 / 328
Микроконтроллер Arduino Atmega128 / 328 можно программировать различными способами, в том числе:
- Используйте плату Arduino без микросхемы Atmega128 / 328.
- Использование модуля преобразования USB в последовательный TTL (модуль FTDI).
- Использование программатора USBasp (если есть много подключений).
Здесь мы представим первый и второй способы программирования микросхемы Atmega128 / 328.
4.1 Программирование микросхемы Atmega128 / 328 с помощью платы Arduino
Шаг 1: Возьмите плату Arduino без микросхемы Atmega128 / 328. Затем подключите плату Arduino к нашей макетной плате, как показано на рисунке.
Шаг 2: Подключите плату Arduino к компьютеру и откройте Arduino IDE. Выберите Arduino Uno в меню Board в Tools, Programmer как USBasp и правильный COM-порт платы.
Шаг 3: Начнем с загрузки программы Blink. Выберите программу blink из примеров и нажмите кнопку загрузки.
Теперь вы можете увидеть, как светодиод на макетной плате начинает мигать.
4.2 Программирование Atmega128 / 328 с помощью преобразователя USB-Serial
Это лучший способ запрограммировать Atmega128 / 328, если у вас нет платы Arduino.
Шаг 1: Настройте соединения USB-последовательного преобразователя следующим образом:
Контакт RXD FTDI -> контакт Tx Atmega128 / 328 (контакт 3)
Контакт TXD FTDI -> контакт Rx (контакт 2) Atmega128 / 328
GND -> GND (контакт 8)
5v -> Vcc (контакт 7)
Некоторые модули FTDI имеют контакт Reset, также известный как контакт DTR, который необходимо подключить к контакту Reset (контакт 20) Atmega128 / 328.
Шаг 2: Теперь подключите FTDI к компьютеру и откройте диспетчер устройств в панели управления. Вы увидите раздел «Порты», разверните его. Если перед драйвером стоит желтая отметка, драйвер модуля необходимо обновить.
Если отметка отсутствует, запишите номер COM-порта и откройте Arduino IDE. Перейдите в «Инструменты» -> «Порты» -> выберите COM-порт, который вы записали.
Шаг 3: В конце мы загружаем программу Blink на нашу макетную плату Arduino. Перейдите в меню «Файл» -> «Примеры» -> «Основы» -> «Blink». В меню «Плата» в разделе «Инструменты» выберите Arduino Uno, программатор USBasp и правильный COM-порт платы.
Затем нажмите кнопку загрузки.
(Примечание: если ваш модуль FTDI не имеет контакта DTR, нажмите кнопку сброса на макетной плате и нажмите кнопку загрузки. Если появится надпись «Compiling sketch…», нажмите и удерживайте кнопку, пока не появится надпись «Uploading…», а затем отпустите кнопку).
Теперь программа будет успешно загружена в микросхему Arduino Bootloader Atmega128 / 328.
Atmega128 / 328 по сравнению с другими микроконтроллерами
Atmega128 / 328 — это мощный и универсальный микроконтроллер, но существуют и другие микроконтроллеры, которые могут быть более подходящими для определенных применений. Например, процессор ARM Cortex-M более подходит для приложений, требующих более высокой производительности. Процессор ARM также более энергоэффективен и более подходит для приложений с низким энергопотреблением.
Atmega128 / 328 также дороже некоторых других микроконтроллеров. Однако это мощный и универсальный микроконтроллер, который подходит для широкого спектра приложений. Поэтому при выборе микроконтроллера важно учитывать требования приложения.
Лучшие практики работы с Atmega128 / 328
Atmega128 / 328 — это мощный и универсальный микроконтроллер, и существует несколько лучших практик для работы с ним. Важно хранить микроконтроллер в среде, свободной от статического электричества, так как оно может повредить микроконтроллер. Также важно убедиться, что микроконтроллер питается от источника с правильным напряжением и что встроенный стабилизатор напряжения работает правильно. Кроме того, важно убедиться, что встроенный генератор работает правильно, так как он используется для генерации тактового сигнала.
Также важно убедиться, что инструменты разработки обновлены и что программный код тщательно протестирован перед использованием в микроконтроллере. Кроме того, при работе с микроконтроллером важно соблюдать соответствующие правила техники безопасности.
