تعرف على المايكروكنتروللر Microcontroller

[ActiveUAE]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته


ما هو المايكروكنتروللر Microcontroller ؟

المتحكم الصفـري أو المايكروكنتروللر هـو في الواقـع كمبيـوتر صغير مصمـم خصيصـا ليقوم بأعمال معينة. ويستخدم الذاكرة لتخزين الأوامر المبرمجـة والقيــام بتنفيذ هــذه الأوامـر مثـل التشغيل والإطفاء ، التوقيت ، العد ، الحساب وغير ذلك من العمليات.

تم استعمال أول ميكروكنتروللر فـي عام 1969 ومنذ ذلك الـوقت بدأت هذه المتحكمات بالانتشار حتى بات من الصعب العمل في مجال الإليكترونيات الحديثة بدون معرفة الميكروكنتروللر.

وهذه المتحكمات العجيبة موجودة في داخــل العديـد من الأجهـزة التي نستخدمهــا في حيـاتنا اليومية. فمثلاً في السيارة نجد أن الفرامل (الكوابح) ومثبت السرعة يتم التحكم فيها عن طريق الميكروكنتروللر.

ولو نظرنا إلى فرن المايكروويف في المطبخ لوجدنا بداخله ميكروكنتروللر للتحكم بالتوقيت والحرارة بحسب الخيارات التي نطلبها عند الطبخ.




والأمثلة على الأجهزة التي يوجد بداخلهـا ميكروكنتروللر كـثيرة منهـا الهواتـف الجوالة ، الثلاجات ، الغسالات ، التلفزيونات ، كاميرات الفيديو ، الكاميرات الرقمية وغير ذلك كثير .

هناك مصانع وطائرات و أقمار اصطناعيـة وجــدول لا نهايـــــة لــه يدخـل الكومبيوتــر في تـركيبته الأساسية. وما علاقة ذلك بالميكروكونتروللر؟ العلاقة هو أن الميكروكونترللر بحد ذاته هو عبارة عن كومبيوتر بكل ميزاته موضوع في تشيـب واحـــد ، تصور ذلك. باثنين سنتيمتر طول ونصف سنتيمتر عرض وربع سنتيمتر ارتفاع و أحيانا اقل من ذلك بكثير يوجد كومبيوتر متكامل. إنها ثوره صناعية بحق . واجزم بان التقدم في أي مجال كان يعتمد على الميكروكونتروللر. وخاصة السعر الرخيص من دولارين وما فوق. لماذا المتحكم ؟ لأنه قلب أي داره أو شبكه إلكترونية ويتحكم بإدارتها جيدا .
الميكروكونتروللر تصنعـه شركـات مختلفـة وبـدوره هنـاك أنواع عديـدة ووظائف مختلفة الخ.ولكي ندخل معا عالم الميكروكونتروللر سندرس واحد على وجه الخصوص ألا وهو التشبيب PIC16F84a من إنتاج شركه MICROCHIP ونستعمله كعمود أساس للانطلاق إلى ما فوق بعون الله .

خواص الميكروكنتروللر :

كما ذكرنا فإن الميكروكنترولر هو عبـارة عن كـمـبـيـوتـــــر صغير ولكن ما هي الخواص التي تميز الميكروكنترولر عن باقي الكمبيوترات ؟ أهم هذه الخواص هي :

(1) يكون الميكروكنتروللر عادة بداخل جهاز آخر للتحكم بذلك الجهاز كما ذكرنا سابقاً.

(2) يكون في الميكروكنتروللر ما يحتاجه من الذاكرة مثل الرام والروم (RAM & ROM)

فهو ليس بحاجة إلى شرائح خارجية للذاكرة.

(3) يكون عمل الميكروكنتروللر محدد بمهمة واحدة وتنفيذ الأوامر في برنامج واحد يكون مخزناً في ذاكرة الميكروكنتروللر.

(4) يكون استهلاك الميكروكنتروللر من الطاقة صغيراًً جدا بالنسبة للكمبيوترات الأخرى فمثلا بعضها يستهلك 50 مبللي وات بينما الكمبيوتر العادي الذي نستخدمـه فـي منـازلنـا قد يستهلك 50 وات.

تحتوي شريحة الميكروكنتروللر على معالج بيانات ، ذاكرة رام و ذاكرة روم ، منافذ للمداخل والمخارج (I/O interfaces) ، مؤقتات وأنظمة أخرى مثل محولات القيم التمثيلية إلى رقمية (ADC).

والآن لنعطي نبذة عن عمل كل من هذه الأجزاء :

معالج البيانات :

و يعتبر قلب الميكروكنتروللر ويختلف باختلاف الجهاز المستخدم وكذلك مصنع الجهاز فمثلاً معالج البيانات المستخدم في جهاز الهاتف الجوال يختلف عن ذلك المستخدم في فرن المايكروويف.

الذاكرة :

وتنقسم إلى رام و روم. أما الرام فتستخدم لتخزين المعلومات ويتراوح حجمها بين 25 بايت و 4 كيلوا بايت بحسب الميكروكنروللر .





أما الروم فيتراوح حجمها بين 512 بايت و 4096 بايت وقد يصل حجمها إلى 128 كيلو بايت في بعض المايكروكنتروللر. وتستخدم الروم لتخزين البرامج التي تحتوي الأوامر التي ينفذها الميكروكنتروللر.



وذاكرة الروم قد تكون من نوع الروم (ROM) حيث يمكن برمجتها مرة واحدة فقط وقد تكون من نوع إي بروم (EPROM) أو إي ايبروم (EEPRPM) حيث يمكن برمجتها عدة مرات.

منافذ المداخل والمخارج :

وهذه المنافذ الرقمية توفر للمايكروكنتروللر الطريق للتعامل مع الأجهزة الخارجية. حيث يمكن استعمالها لتشغيل الدايودات المضيئة والمرحلات ويختلف عدد هذه المنافذ بحسب الميكروكنتروللر

المنفذ التسلسلي :

المنفذ التسلسلي يسمح بتبادل المعلومات بين الميكروكنتروللر والأجهزة الأخرى مثل الكمبيوتر والمايكروكنتروللر الأخرى.

المؤقت :

يسمح للمايكروكنتروللر بالقيام بالمهمات لفترات زمنية محددة

المحول التمثيلي إلى رقمي :



وهو يترجم المعلومات الداخلة بالهيئــة التمثيـليـة ( Analog ) إلى هيئـة رقميـة ( Digital ) حتـى يتمكن الميكروكنتروللر من فهمها والاستجابة لها.

التجميع والبرمجة :

ويعد PIC من افضل ما يستخدم من اجل المشاريع ولكن هنالك نوعان :

PICXXCXXX
PICXXFXXX

لاحظ هنا ان الإختلاف يكمن في الحرفين C و F و الأولى تعني ان الذاكره Constant وتعني ذاكره ثابته وهذا يعني انه يبرمج لمرة واحده و الثانيه F وتعني Flash اي ان الذاكره تبرمج و تمسح كهربائيا بقي ان نعلم ان عملية المسح و البرمجه مسموحه فقط حتى 1000 مره و كذلك بالنسبة الى النوع الأول فإنه قد تجده يحتوي على عدسة صغيرة في الوسط و هذا يعني ان هذا النوع لايمكن مسحه الا بستخدام الإشعه فوق البنفسجيه U.V مثال

PIC16F877
PIC16C877





النوع الثاني اقل سعرا من الأول ولكن له نفس الخصائص وتفض الشركات استخدام النوع الثاني عندما تطرح منتجاتها الى السوق وذلك كي لا يستفيد شخص ما مما بداخلها واضف الى ان يمكن حماية البرنامج المحمل عليها من القراءه حتى لا يتسنى لاحد سرقة اسرار الشغل ( سر المهنه او الصنعه كما يقال )

لا عليك دعك من كل ذلك والآن تشترك كل عائلة المتحكم PIC بنفس التعليمات ( Instructions ) وعددها 35 تعليمه سهلة الحفظ وماعليك الى ان تركز العمل على احد الأنواع وتبدأ التعلم وانصك باستخدام PIC16F84-A كبداية ومع الاحتراف يجب استعمال PIC16F877-P .

الأدوات التي أنت بحاجة لها للبدء :

1- شراء PIC16F84-A
2- اذهب الى الموقع التالي واحصل على Data sheet له www.microchip.com

بعدها انت بحاجة الى اهم شيء وهو مايعرف بالمبرمج Programmer وهو يعد حلقة الوصل بين متحكمك وبين حاسوبك الشخصي والنوع الذي سأستخدمه يدعى JDM programmer ويمكن تجميعه بسهولة و هو قليل الكلفة و فعال وانا شخصيا افضل العمل عليه وليك المخطط التالي لتركيبه وتجميعه وهذا هو :






قبل تركيبه لاحظ في الصوره الأرجل الطرفيه DB9 وهي التي نستخدمها و المدعمه من قبل المنفذ التسلسلي Serial Port و هو اكيد معروف و لمن لايعرفه فهذا هو



هذا جيد حتى الأن و لكن بعد الحصول على كل تلك الأدوات انت بحاجة الى كتابة برامجك ولذلك يجب عليك تحميل برنامج MPLAB من موقع Microchip وهو مجاني حجمه 29 mg على ما اعتقد

ثم تبدا بكتابة برامجك عليه

يقوم برنامج MPLAB بتحويل تعليمات اسمبلي لى لغة خاصه وهو يقوم بتحويل ملف الكود الى Hex File ملف سداسي عشري ويكون كل شيء جاهز .

انتظر لحظه هل تظن ان هذا كل شيء فقط ؟

انت الأن بحاجة الى برنامج اخير و هو IC-Prog لكي تتمكن من عملية نقل ملف Hex الى المتحكم

IC-Prog

ملف اضافي لـ WinXP/2000/NT

كل ماعليك فعله بعد تنصيب البرنامج هو :

1- تحديد نوع المبرمج
2- ماهو رقم منفذ COM و يعني ( Serial Port ) المتصل مع جهاز المبرمج
3- تحديد نوع المتحكم المستخدم
4- اجراء عمليات النقل و المسح و البرمجه الخ ..

ويمكن ان تبرمج بلغتي اما Assembly او PIC-BASIC وهي اسهل ولكن انا افضل السابقه لانها الأم واوسع حيلة من اختها PIC-BASIC .

---

juvt ugn hglhd;v,;kjv,ggv Microcontroller

[كريم القوصي]

بارك الله فيك اخي الكريم محمد علي موضوعاتك الرائعة

جزاك الله خيرا وجعله الله في ميزان حسناتك

[ActiveUAE]

	المشاركة الأصلية كتبت بواسطة كريم القوصي

	بارك الله فيك اخي الكريم محمد علي موضوعاتك الرائعة جزاك الله خيرا وجعله الله في ميزان حسناتك

حياك الله أخوي الفاضل كريم ومشكورعلى تفضلك بالزيارة والتواصل وجزاك الله سبحانه كل الخير

[محمد نصر]

ما شاء الله

دروس والله رااائعه اخي الحبيب محمد

خاصه انني ليس لي خلفيه اطلاقا في هذه المصطلاحات

ان شاء الله نستفيد معكم

بارك الله فيكم وجزاكم الله خيرا

[ActiveUAE]

	المشاركة الأصلية كتبت بواسطة محمد نصر

	ما شاء الله دروس والله رااائعه اخي ****** محمد خاصه انني ليس لي خلفيه اطلاقا في هذه المصطلاحات ان شاء الله نستفيد معكم بارك الله فيكم وجزاكم الله خيرا

حياك الله أخوي الفاضل ومشكور على تفضلك بالزيارة والتواصل وجزاك الله سبحانه كل الخير