Mikroprocesorowa ośla łączka, część 2

Programowanie mikrokontrolerów „na sucho” nie ma sensu, toteż kiedyś trzeba zacząć. Jednak wcześniej koniecznością staje się podjęcie pewnej decyzji dotyczącej platformy sprzętowej oraz narzędziowej.

Początki techniki mikroprocesorowej, która zaczęła gwałtownie się rozwijać w latach 70. ubiegłego wieku, nie należały do prostych. Do naszego kraju ta nowoczesna gałąź elektroniki dotarła w następnej dekadzie. Z punktu widzenia polskiego hobbysty zabawa w mikroprocesory była dużym wyzwaniem. Poczynając od dostępu do elementów, poprzez odpowiednią literaturę i kończąc na niezbędnych narzędziach (do wspomagania tworzenia oprogramowania), wszędzie piętrzyły się problemy i bariery. Komputery PC dopiero zaczynały pojawiać się u nas, nie każdy miał do nich dostęp, więc pozostawało „ręczne” generowanie kodu dla procesora. Zaopatrzenie w komponenty jakoś dało się rozwiązać, weekendowe giełdy w stolicy ściągały wszystkich fanów z całego kraju. Drugim wręcz bezcennym elementem była literatura. Nawet ta polskojęzyczna była wydawana w małych nakładach a niezbędne informacje opisujące procesory generalnie krążyły pod postacią ręcznie przepisywanych książek. Pomimo że już wtedy istniało wiele mikroprocesorów wytwarzanych przez różnych producentów, nasza krajowa rzeczywistość determinowała dostępne dla hobbystów modele. Największą popularnością cieszyły się procesory Z80, następne były procesory z rodziny 8080 (Intel) i w niewielkim stopniu procesory 6800 (Motorola). Nie istniał problem wyboru procesora. Obecnie realia zmieniły się do tego stopnia, że wybór typu procesora do ćwiczeń i eksperymentów staje się kłopotliwy. Zmieniło się również podejście do tematyki. W czasach pionierskich oddzielnie były produkowanie mikroprocesory, oddzielnie pamięci do przechowywania programu i danych, porty równoległe, kontrolery do obsługi transmisji szeregowej czy układy czasowo–licznikowe – takie podstawowe układy peryferyjne, cegiełki budujące całość. Przemysł elektroniczny bardzo szybko zauważył, że każde urządzenie bazujące na mikroprocesorach ma w dużej mierze powtarzające się składniki. Powstała koncepcja scalenia tych elementów w jednej strukturze i tak powstał element nazwany mikrokomputerem, który z czasem zmienił swoją nazwę na mikrokontroler.

Zapewne część Czytelników dostrzegła, że używam określeń: mikroprocesor czy mikrokontroler (mikrokomputer). Mikroprocesor jest elementem składowym mikrokontrolera. Do pełnego zrozumienia można posłużyć się następującą analogią: mikrokontroler jest ciałem człowieka a jego ważnym elementem jest mózg. To on „myśli, kalkuluje i podejmuje decyzje” i ma elementy z nim współpracujące: ręce, nogi, uszy czy usta. Mózg sam z siebie niewiele może zrobić, może jedynie „myśleć”. Nogi samodzielnie również niewiele zrobią. Dopiero współpraca między mikroprocesorem (mózgiem) a elementami peryferyjnymi (rękami, nogami i innymi narządami) daje pożądane efekty (rysunek 1 symbolicznie pokazujący mikrokontroler ATMEGA 328).

Tworząc program dla mikrokontrolera w rzeczywistości tworzymy program dla mikroprocesora (inna nazwa to CPU – ang. central processing unit) zawartego w tym mikrokontolerze, program zawsze dotyczy mikroprocesora.

Co wybrać?

W porównaniu z minionymi latami, obecnie wykorzystuje się mikrokontrolery. Mikroprocesory (jak przykładowo różne odmiany PENTIUM) są również produkowane, ale te są stosowane do budowy komputerów, a naszym zamiarem jest budowa jedynie niewielkich urządzeń do „zabawy”, wyposażenia warsztatowego w różne przyrządy czy nawet rozwiązań przydatnych w życiu codziennym – interesują nas jedynie mikrokontrolery.

Długo zastanawiałem się nad wyborem odpowiedniej rodziny procesorów na potrzeby „mikroprocesorowej oślej łączki” bo na świecie produkowanych jest ich całe mnóstwo. Zrozumiałym jest, że chciałem zaproponować mikrokontroler w miarę prosty, posiadający bezpłatne oprogramowanie narzędziowe IDE. Obecnie w naszym kraju do rozważenia przede wszystkim są: mikrokontrolery z rodziny C51, AVR lub STM32. Żartobliwie mówiąc, przez dziecięcą wyliczankę „entliczek-pentliczek” wybór pada na mikrokontrolery AVR (rysunek 2).

Nie jest to kierowanie się ślepym wyborem i ma swoje uzasadnienie.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze lipcowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 7/2024). Pełną wersję czasopisma znajdziesz pod tym linkiem. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 7/2024 znajduje się tutaj.

Andrzej Pawluczuk
apawluczuk@vp.pl

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) stałymi Patronami ZE, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając kawę” (10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – 10 zł,
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10 zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mamy wysłać na podany adres e-mailowy. Jeśli ma to być numer z tym artykułem trzeba zaznaczyć, że chodzi o ZE 7/2024.
UWAGA!!! E-mail z linkiem do materiałów (weTransfer) wysyłamy zazwyczaj w ciągu 24 godzin. Czasem zdarza się jednak, że trafia do spamu. Jeśli więc nie pojawi się w ciągu 48 godzin prosimy sprawdzić w folderze spam, a ewentualny problem zgłosić na adres: kontakt@piotr-gorecki.pl.