لماذا يجب علينا تعلم الميكروكنترولر؟

السلام عليكم ,,

الله يعافيك ياعماد الخليل ,, مجهوداتك متميزة وواضحة ,,

طيب كيف يمكن الاستفادة من المايكروكنترولور ؟

هل يمكن تطبيق بعض الدارات المعقدة عليه ,, هل يمكن أن تعطينا بعض الأمثلة ,, لأن الموضوع يهمني حقا ,,

ماسم الجهاز الذي نستطيع أن ندخل فيه المعلومات للمايكروكنترولور ,, بعد برمجته بلغة برمجة أخرى كال VHL مثلا ,,

التركيب الداخلي للمايكروكنترولور كال IC مثلا قريب جدا من ال Processor ,, فما الفروق الجوهرية بين الاثنين ؟

بارك الله فيك ,,

اخى HGB عندما نعرف قدرات الميكروكنترولر فاننا نطوعه لاستخدامه في اي جهاز.

امثلة على استخدامات الميكروكنترولر:

1- لنفترض انك اردت صنع keyboard طبعا تحتاج لمايكروكنترولر ولكن هل نوصل كل مفتاح بشكل مستقل للمايكروكنترولر طبعا لا بل نوصل المفاتيح بشكل مصفوفة للمايكروكنترولر ففرضا ان الكيبورد المطلوب 104 مفاتيح يلزمنا مامجموعه 11 مدخل و 10 مخارج حيث 10*11 = 110 وهي اكبر من 104. وطبعا الكنترولر يعمل سكان متواصل على مفاتيح الكيبورد لمعرفة اذا تم ضغط مفتاح وبعد الحصول على المفتاح المضغوط يقوم المايكروكنترولر بتحويل البايت او البايتين لمخرج التسلسلى والتي يستقبلها الكمبيوتر.

2- تريد ان تتابع درجة حرارة غرفة او منطقة معينة او حتى اعتماد هذه الدرجة كدرجة حرارة مدينة الرياض في مكان ما تقوم بثبيت جهازك في ذلك المكان والذي اساسه مايكروكنترولر الذي يستمد قرائة الحرارة من حساس مربوط معه مباشرة وخرج الحساس ممكن ان يكون بعدة اشكال ومنها Analog او Digital في حالة الديجيتال اي مايكروكنترولر يستطيع التعامل مع هذا الحساس اما اذا كان Analog فلا بد ان يدعم المايكرو ADC اي analog to digital converter يقوم بقرائة من السنسر القيمة ممكن الصفر المئوي يعني 0 وال مئة تعني 10V وهذا يختلف من سنسر لاخر. تقوم بعد قرائة القيمة مثلا بتخزينها في الذاكرة وتعمل معدل وتقوم عند ساعة معينة حسب الموقت بطلب خط من الموديم المربوط مع الجهاز طبعا لا استطيع تعقيد العملية اكثر هنا فاقول ان الموديم ايظا ضمن التصميم وهذا ايضا ممكن ولكنك بحاجة الى IC الموديم على نفس اللوحة في هذه الحالة. ويقوم الميكرو بارسال البايتس علي التوالى وذلك بمتابعة بعض اشارات الموديم.

3- تريد عمل شاشة متحركة، نفس العملية ستربط الانوار بترانزيستورات لتدعم تيارها وتقوم انت بالتحكم بمداخل الترانزيستورات وممكن ان تعملها ايضا بشكل مصفوفة حتى تنزل عدد المداخل والمخارج الاجمالي.

طبعا ولك ان تسمح لمخيلتك بالامكانات الانهائية والتى ستكون محدودة بحدود تفكيرنا.

هناك شركات عديدة تنتج الميكروكنترولر ومنها

atmel
microchip
national semiconductor
intel 
analog_devices
hitachi
infineon
cygnal
zilog

طريقة كتابة برنامج للمايكروكنترولر هي اما بلغة منخفضة كلغة الاسمبلي الخاصة بالمايكروكنترولر او بلغة عالية كلغة السى C او لغة البيسك يتم في كل الحالات انتاج ملف وهو بلغة الالة يتم تنزيله على الميكروكنترولر بواسطة المبرمجة Programmer.

وهذه المايكروكنترولرات هي حقيقية عبارة عن IC تبرمجها باستخدام PROGRAMMER خاصة وكثير من المبرمجات تبرمج اكثر من نوع واحد من الميكروكنترولر وبعضها رخيص بدرجة كبيرة والبعض الاخر بامكانك بنائه وهناك مواقع عديدة ترشدك لتصميم المبرمج ولكني لا افضل هذا حيث اني افضل التركيز على تعلم المايكروكنترولر وبالتالى شراء مبرمجة مناسبة للمايكروكنترولر الذي تختاره

انا استخدم منتجات MICROCHIP لتعدد منتجاتها واستخدم منها فصيلة PIC18F حيث لديها ذاكرة فلاش لاتمحي باطفاء الجهاز ولديها مخارج كثيرة بالاضافة لدعم منتجاتها من عدة شركات. جهاز البرمجة الذي استعمله هو ICD2 وصورته في الاسفل وله مدخل للتغذيته ومدخل USB لربطه مع الحاسب و مدخل لربطه مع الميكروكنترولر.

هذه بنية احد الميكروكنترولر وهو PIC18F8720 والذي استخدمه حاليا

بخصوص الفرق بين الPC و الميكروكنترولر:

تصور انك اضفت لل PC الكروت التالية:

كرت SERIAL PARALLEL I/O

كرت ANALOG TO DIGITAL/ DIGITAL TO ANALOG CONVERTER

كرت I/O بقدرة 68 مخرج ومدخل

ذاكرة فلاش

و COMPARATOR

و CAPTURE /COMPARE UNIT تساعد فى التحكم بسرعة الموتورات واشياء اخرى

والان تحول ال PC واصبح ميكروكنترولر ذو قدرة معالجة عالية وخاصة حسابياً

هذا رسم توضيحي لاسماء اسلاك الميكروكنترولر وهو PIC18F6720

وهذه صورة لاحد الميكروكنترولرات وهو ايضا PIC18F8720 وبعبوة TQFP 80. وابعاده اقل من 1.5 سم X 1.5 سم

والسؤال الان هل ابدأ من الصفر فاشتري ميكروكنترولر ؟؟؟؟ الاجابة لا يفضل هذه الطريقة رغم انها ممكنة، ولكن يفضل ان تبدأ بلوحة جاهزة تسمي Demo Board يكون الميكروكنترولر مركب فيها وبالتالي ليس مطلوب منك لحام او اي قطع وذلك لسرعة التعلم.

انا استخدم DM183020 وهي لوحة تجارب وسعرها بحدود 49 دولار وبالامكان شرائها من شركة Digikey وهذه صورته بجانب المبرمجة

ويصبح السؤال الان : هل يستطيع اي شخص استخدام الميكروكنترولر ؟ الاجابة لا يجب ان يكون عنده مبادئ الاكترونيات يعني فني او مهندس لانه لايمكن ان تنهي تصميم فقط ب ميكروكنترولر فانت بحاجة الى دائرة تغذية مثلا يعني مقاومات ومنظم ومكثف وفيوز واذا كنت تعلم استخدامها فانت اما فني الكترونيات او مهندس وبالتالي تستطيع استخدام الميكروكنترولر.

عزيزي HGB استسمحك على التاخير في التوضيح لانى حبيت انه الموضوع ما يحصل فيه لبس، فأخرت الرد عليك في هذه الجزئية من اسئلتك حتي اتاكد اني وضحت مافيه الكفاية عن المايكروكنترولر وحتي لا اقطع الموضوع وحتى لا يساء الفهم فيظن اننا بحاجة لل VHDL لاستخدام المايكروكنترولر.

ال VHDL و ال Verilog هي لغات برمجة الهاردوير فحالها حال ال C ولكن للهاردوير كيف؟

هناك قطعة الكترونية تسمى FPGA وهي اختصار Field Programmable Gate Array وهذه القطعة واضح من اسمها انها مليئة بالبوابات المنطقية وقد وضعت هذه البوابات كمصفوفة وهي كما الاسم يدل انها قابلة للبرمجة في المكان الي انت فيه يعني بال Field. وانت تعلم ان المايكروبروسسر -ال CPU- يتكون اصلا من بوابات والبوابات من ترانزيستورات. اذا فهذه القطعة تصلح لبناء كثير من التصاميم عليها بما فيها مايكروبروسسر ومايكروكنترولر - وهنا طبعا لا فرق بين المايكروبروسسر و المايكروكنترولر - و BUS مثل ال ISA او ال PCI وكل انواع البوابات كدوائر ال TTL المعروفة او ال CMOS و مكدس (LIFO) و FIFO وغيرها كثير اذا تم برمجتها بالشكل الصحيح. وهذه الطريقة تعتبر اعلى مستوى من استخدام مايكروكنترولر لوحده ولكن لها تبعات وتكلفتها اعلى كذلك انت بحاجة الى كمبايلر وسوفتوير خاص بها ومبرمجة كما في المايكروكنترولر ولكن كما ترى تستطيع بناء تصميم معقد اكثر من مايكروكنترولر لوحده. وبالتالي فان هذه الطريقة بامكانك بناء ما يسمى SOC مختصر System On Chip يعني نظام على IC. والشركات حينما تتاكد من انهاء التصميم وفحصه تستطيع التحول بتغيير الكمبايلر فقط ليعطي التصميم على مايسمى ASIC وهي اختصار ل Application Specific Integrated Circuit وذلك اذا ارادت الشركة انتاج كميات كبيرة من هذا المنتج فتنخفض التكاليف لاكثر من النصف مقارنة بال FPGA. وال FPGA تاتي بمقاسات عديدة وكثير منها بملايين البوابات طبعا نتحدث عن ملايين داخل قطعة واحدة. ويجب ذكر ان هناك قطعة صغيرة الحجم كبيرة الفعل ترافق ال FPGA الا وهي ذاكرة تحوي البرنامج.

ملاحظة كثيرا مانحتاج لشراء CORE مثل مايكروبروسسر معين و دالات كثيرة حيث انك تشتري مايكروبروسسر كور وهي في الحقيقة سوفتوير وذلك لاستخدامها على ال FPGA حيث انك لن تخوض ببناء الميكروبروسسر من الصفر. لاتنسى انك بحاجة ال عمل برنامج للمايكروبروسسر او المايكروكنترولر بعد انشائك له حيث ان ال VHDL كما ذكرنا هي لانشائه ثم يتطلب عمل برنامج لتشغيله بالاسمبلى او بلغة اعلى.

وهذه اشهر الشركات التي تنتج ال FPGA :

XILINX

ALTERA

QUICKLOGIC

ACTEL

ارجو ان تكون الصورة وضحت للجميع باهمية تعلم المايكروكنترولر وبالادوات المطلوبة للتعامل معه.

يعطيك العافيه وكتر الله من امتالك

المهندس /عماد الخليل

سلمت يمناك ويعطيك الف عافية

عندي سؤال هل ميكروكنترولر يمكنه حساب الجمع والطرح؟

"ما عليش انا غير متخصص في المجال الكترونيات "

بس احب هذا المجال

لو صممت دائرة عند مدخل بوابة

اذا دخل واحد يضيف واحد واذا خرج طرح واحد

يعني يحسب لي عدد الموجودين في المبنى

هل هذا يقوم به ميكروكنترولر

طبعا فالميكروكنترولر هو كمبيوتر صغير و بامكانه الحساب كما الحاسب ضرب وقسمة وجمع وطرح الخ. و لكن اذا كان مرادك ما ذكرت فبامكانك استخدام عداد تصاعدى و تنازلي ليقوم بالعملية حيث سيكون ابسط و ارخص و بدون برمجة.

السديم كتب:

المهندس /عماد الخليل

سلمت يمناك ويعطيك الف عافية

عندي سؤال هل ميكروكنترولر يمكنه حساب الجمع والطرح؟

"ما عليش انا غير متخصص في المجال الكترونيات "

بس احب هذا المجال

لو صممت دائرة عند مدخل بوابة

اذا دخل واحد يضيف واحد واذا خرج طرح واحد

يعني يحسب لي عدد الموجودين في المبنى

هل هذا يقوم به ميكروكنترولر

←

عماد الخليل كتب:

اخى HGB عندما نعرف قدرات الميكروكنترولر فاننا نطوعه لاستخدامه في اي جهاز.

امثلة على استخدامات الميكروكنترولر:

1- لنفترض انك اردت صنع keyboard طبعا تحتاج لمايكروكنترولر ولكن هل نوصل كل مفتاح بشكل مستقل للمايكروكنترولر طبعا لا بل نوصل المفاتيح بشكل مصفوفة للمايكروكنترولر ففرضا ان الكيبورد المطلوب 104 مفاتيح يلزمنا مامجموعه 11 مدخل و 10 مخارج حيث 10*11 = 110 وهي اكبر من 104. وطبعا الكنترولر يعمل سكان متواصل على مفاتيح الكيبورد لمعرفة اذا تم ضغط مفتاح وبعد الحصول على المفتاح المضغوط يقوم المايكروكنترولر بتحويل البايت او البايتين لمخرج التسلسلى والتي يستقبلها الكمبيوتر.

2- تريد ان تتابع درجة حرارة غرفة او منطقة معينة او حتى اعتماد هذه الدرجة كدرجة حرارة مدينة الرياض في مكان ما تقوم بثبيت جهازك في ذلك المكان والذي اساسه مايكروكنترولر الذي يستمد قرائة الحرارة من حساس مربوط معه مباشرة وخرج الحساس ممكن ان يكون بعدة اشكال ومنها Analog او Digital في حالة الديجيتال اي مايكروكنترولر يستطيع التعامل مع هذا الحساس اما اذا كان Analog فلا بد ان يدعم المايكرو ADC اي analog to digital converter يقوم بقرائة من السنسر القيمة ممكن الصفر المئوي يعني 0 وال مئة تعني 10V وهذا يختلف من سنسر لاخر. تقوم بعد قرائة القيمة مثلا بتخزينها في الذاكرة وتعمل معدل وتقوم عند ساعة معينة حسب الموقت بطلب خط من الموديم المربوط مع الجهاز طبعا لا استطيع تعقيد العملية اكثر هنا فاقول ان الموديم ايظا ضمن التصميم وهذا ايضا ممكن ولكنك بحاجة الى IC الموديم على نفس اللوحة في هذه الحالة. ويقوم الميكرو بارسال البايتس علي التوالى وذلك بمتابعة بعض اشارات الموديم.

3- تريد عمل شاشة متحركة، نفس العملية ستربط الانوار بترانزيستورات لتدعم تيارها وتقوم انت بالتحكم بمداخل الترانزيستورات وممكن ان تعملها ايضا بشكل مصفوفة حتى تنزل عدد المداخل والمخارج الاجمالي.

طبعا ولك ان تسمح لمخيلتك بالامكانات الانهائية والتى ستكون محدودة بحدود تفكيرنا.

هناك شركات عديدة تنتج الميكروكنترولر ومنها

atmel
microchip
national semiconductor
intel 
analog_devices
hitachi
infineon
cygnal
zilog

طريقة كتابة برنامج للمايكروكنترولر هي اما بلغة منخفضة كلغة الاسمبلي الخاصة بالمايكروكنترولر او بلغة عالية كلغة السى C او لغة البيسك يتم في كل الحالات انتاج ملف وهو بلغة الالة يتم تنزيله على الميكروكنترولر بواسطة المبرمجة Programmer.

وهذه المايكروكنترولرات هي حقيقية عبارة عن IC تبرمجها باستخدام PROGRAMMER خاصة وكثير من المبرمجات تبرمج اكثر من نوع واحد من الميكروكنترولر وبعضها رخيص بدرجة كبيرة والبعض الاخر بامكانك بنائه وهناك مواقع عديدة ترشدك لتصميم المبرمج ولكني لا افضل هذا حيث اني افضل التركيز على تعلم المايكروكنترولر وبالتالى شراء مبرمجة مناسبة للمايكروكنترولر الذي تختاره

انا استخدم منتجات MICROCHIP لتعدد منتجاتها واستخدم منها فصيلة PIC18F حيث لديها ذاكرة فلاش لاتمحي باطفاء الجهاز ولديها مخارج كثيرة بالاضافة لدعم منتجاتها من عدة شركات. جهاز البرمجة الذي استعمله هو ICD2 وصورته في الاسفل وله مدخل للتغذيته ومدخل USB لربطه مع الحاسب و مدخل لربطه مع الميكروكنترولر.

هذه بنية احد الميكروكنترولر وهو PIC18F8720 والذي استخدمه حاليا

بخصوص الفرق بين الPC و الميكروكنترولر:

تصور انك اضفت لل PC الكروت التالية:

كرت SERIAL PARALLEL I/O

كرت ANALOG TO DIGITAL/ DIGITAL TO ANALOG CONVERTER

كرت I/O بقدرة 68 مخرج ومدخل

ذاكرة فلاش

و COMPARATOR

و CAPTURE /COMPARE UNIT تساعد فى التحكم بسرعة الموتورات واشياء اخرى

والان تحول ال PC واصبح ميكروكنترولر ذو قدرة معالجة عالية وخاصة حسابياً

السلام عليكم اخي الكريم

قمت ببناء برنامج لالتقاط الصور ومعالجتها في الحاسبه بلغة الفجول بيسك وهو شغال والحمد لله فهل استطيع عمل هارد وير صغير يحمل برنامجي بواسطة المايكرو كونترولر

وهل استطيع التحديث على البرنامج السوفت وير في ا لمايكرو كونترولر كما في الحاسبه

أخى عماد ممكن تذكر لى المواد التى من المفروض ان ادرسها قبل البد فى تعلم المايكرو وحتى اكون ملم بعلم الاليكترونات والمابكرو وجزاك الله خيرآ أخى انظر ردك اخى لانى تايه فى الموضوع ده

للأخ softwearen

بالنسبة لبرنامجك المكتوب بلغة vb ,يمكنك إعادة كتابة البرنامج من الأول بلغة c مثلا ,ووضعه على معالج مدمج ,او ميكروكنترولر ,بماأن القدرة الحسابية سوف تكون أقل يمكنك استخدام dsp(او معالج إشارة رقمي) سيساعدك كثيرا في معالجة الصور (كتحليل فوري).

في كلتا الحالتين تستطيع تحديث البرنامج .

بالنسبة للحالة الأولى قد تحتاج الى نظام تشغيل مدمج ,وهذا أمر جد سهل .

إذا كان البرنامج موجه للانتاج الكبير ,وله قيمة مادية ,يمكن برمجته مباشرة على الهاروير باستخدام vhdl ووتسمى system on chip

(في هذه الحالة تحتاج الى برنامج لعمل معالج أو ميكروكنترولر ,كذلك نظام تشغيل لتسهيل العملية)

بالنسبة لكيفية تعلم المايكرو ,أظن أن تعلم logic combinatoir ,sequantielle ,لغة التجميع ,Processeur architectur

ستساعد كثيرا مهما كان نوع العتاد المستخدم

لكن ذلك لايمنع من اراد سوى الالمام ب ميكروكنترولر معين من تعلم يقتصر فقط عليه .يعني إذا أراد التعديل على برنامج ليمكروكنترولر ك pic16f

يكفيه datasheet الخاصة بالقطعة الى جانب كتاب وبرنامج البرمجة الخاص.

يوجد برنامج رائع من انتاج اسرائيلي كما اعتقد اسمه proteus isis

هذا البرنامج يجمع بين المحاكات الرقمية والتماثلية اي انك تستطيع مثلا رسم دارة فيها rely,capaciot ,motor الى جانب ميكروكنترولر

وبعد ان تصل بين المكونات ,يكفي ان تدخل ملف hex للبرنامج وتبدا المحاكات .

البرنامج يدعم عدة معالجات وميكروكنرولات lkih منها Arm,microchip ,atmel

الى جانب مكتبة ضخمة من القطع التماثلية كالممانعات ,والمحركات ,وأجهزة القياس .

هذا البرنامج سيكون جد مناسب للتطبيق العملى عن طريق المحاكات .

شكرا لكم وكل عام ورمضان عليكم بخير ياأمة العرب والمسلمين

جزاك الله خير ونفع بك بلاد المسلين.

أتمنى أن تضيف لهذا البحث الفرق بين المتحكمات ومعالجات الإشارات الرقمية والتي أصبحت ذات معماريات وبنيات عديدة.

أسأل الله لك التوفيق.