ATMEGA8

میکروکنترلرهای ATmega8

میکروکنترلر AVR ATmega8 یک میکروکنترلر کم‌مصرف 8 بیتی CMOS مبتنی‌بر معماری RISC پیشرفته است که در سال 1996 توسط کمپانی Atmel تولید شده‌ است. این میکروکنترلرها با توجه به معماری هسته قوی که دارند مستقیما دستورالعمل‌ها را در یک چرخه اجرا می‌کنند و همچنین با استفاده از مدهای ذخیره انرژی و مدهای sleep متعدد به یک میکروکنترلر کم‌مصرف تبدیل شده‌اند. این خانواده از میکروکنترلرها برای استفاده در پروژه‌های الکترونیکی امبدد مختلف مثل سیستم‌های کنترل صنعتی، ابزار پزشکی، دستگاه‌های کنترل از راه دور، ماشین‌های اداری و ابزار تامین انرژی گزینه‌های مناسبی هستند. برنامه‌ریزی آن‌ها بسیار مشابه بقیه میکروکنترلرهای خانواده AVR است. از لحاظ مشخصات فنی با خانواده ATmega16 تفاوت چندانی ندارند و فقط میزان حافظه فلش آن‌ها کمتر و برابر با نصف حافظه ATmega16 است. با این حال همچنان برای بسیاری از سیستم‌های امبدد مناسب هستند و می‌توانند نیازهای آن‌ها را برآورده کنند.

مشخصات فنی ATmega8

میکروکنترلرهای ATmega8 با در اختیار داشتن هسته 8 بیتی AVR می‌توانند با سرعت بیشینه 8MHz یا 16MHz کار کنند. این گروه از میکروکنترلرها دارای 8kB حافظه فلش، 512Byte تا 1kB حافظه SRAM برای ذخیره‌سازی داده و 512Byte حافظه EEPROM هستند. میکروکنترلرهای ATmega8 از پریفرال‌های غنی شامل چندین تایمر 8 و 16 بیتی، USART قابل برنامه‌ریزی، کانورتر 6 یا 8 کاناله 10 بیتی ADC با مدهای ورودی متفاوت، رابط SPI سریال و پورت‌های I/O عمومی متعدد پشتیبانی می‌کنند و در پکیج‌های متفاوت PDIP و TQFP و VQFN و QFN/MLF به بازار ارائه می‌شوند.

مزایا و معایب میکروکنترلرهای خانواده ATmega8

این گروه از میکروکنترلرها با توجه به مصرف کم انرژی، راه‌حل‌های انعطاف‌پذیری برای کاربردهای کنترلی امبدد ارائه می‌دهند و با توجه به استفاده از معماری هسته RISC سرعت پردازش بالایی دارند و امکان محاسبات پرسرعت را فراهم می‌کنند. همچنین میزان حافظه قابل قبولی دارند و از پریفرال‌های داخلی زیادی پشتیبانی می‌کنند که این امر باعث عدم نیاز به قطعات جانبی برای پروژه در دست اجرا و کاهش هزینه تمام شده آن می‌شود. مثل بقیه نمونه‌های AVR توسعه پروژه به کمک این قطعات آسان است چرا که بیشتر ابزار توسعه و برنامه‌ریزی از این میکروکنترلرها پشتیبانی می‌کنند. البته به عنوان یک میکروکنترلر 8 بیتی نمی‌توانند از پس وظایف پیچیده به خوبی میکروکنترلرهای 32 بیتی برآیند و با توجه به اینکه تعداد پین آن‌ها کم است برای بعضی از پروژه‌های پیچیده کارآمد نیستند. همچنین همه این میکروکنترلرها از پریفرال USB پشتیبانی نمی‌کنند و باید هنگام انتخاب قطعه به این نکته توجه شود.

سری‌های مختلف میکروکنترلر ATmega8 و نمونه‌های پرطرفدار آن

میکروکنترلرهای ATmega8 قطعاتی کم‌مصرف هستند که با مشخصات فنی تقریبا مشابه در ابعاد و پکیج‌های گوناگون تولید می‌شوند و با توجه به قیمت نسبتا مناسبی که دارند برای توسعه پروژه‌های متفاوت مناسبند. این خانواده از میکروکنترلرها در چند سری اصلی خانواده استاندارد ATmega8، خانواده کم‌مصرف ATmega8L، خانواده بهینه‌شده ATmega8A و خانواده ویژه‌ ATmega8U2 که از پریفرال USB پشتیبانی می‌کند به بازار عرضه می‌شوند.

میکروکنترلرهای گروه استاندارد ATmega8 و گروه کم‌مصرف ATmega8L

میکروکنترلرهای گروه ATmega8 و ATmega8L مشخصات فنی تقریبا یکسانی دارند و تنها تفاوت اساسی آن‌ها سرعت کلاک و محدوده ولتاژ قابل تحمل متفاوت است که باعث می‌شود نمونه ATmega8L کم‌مصرف‌تر باشد. خانواده ATmega8 در محدوده ولتاژ 4.5 تا 5.5 ولت و خانواده ATmega8L در محدوده ولتاژ 2.7 تا 5.5 ولت کار می‌کنند. همچنین سرعت کلاک خانواده ATmega8 تا 16MHz و در خانوده ATmega8L تا 8MHz می‌رسد. در پکیج‌های PDIP با 28 پین، TQFP با 32 پین و QFN/MLF با 32 پین تولید می‌شوند و دارای 23 پورت I/O و 32 رجیستر عمومی هستند. این خانواده از 2 تایمر عمومی 8 بیتی و 1 تایمر عمومی 16 بیتی و همچنین 1 تایمر واچ‌داگ قابل برنامه‌ریزی پشتیبانی می‌کنند. توجه داشته باشید که کانورتر ADC در پکیج‌های PDIP دارای 6 کانال و در پکیج‌های FQTP و QFN/MLF دارای 8 کانال است. میکروکنترلرهای خانواده ATmega8 در سیستم‌های کنترل صنعتی، کنترل ولتاژ و جریان، سنسورها و نمایشگرهای ساده کاربرد دارند. در مقابل، ATmega8L ها با توجه به مصرف برق کمتر برای سیستم‌هایی که با باتری کار می‌کنند، سیستم‌های پزشکی، دستگاه‌های کنترل از راه دور و ماشین‌های اداری مثل اسکنرها و پرینترها نیز ایده‌آل هستند. از نمونه‌های محبوب و پرفروش این گروه از میکروکنترلرها می‌توان ATmega8L-8AU و ATmega8-16PI را نام برد. ATmega8L-8AU در پکیج TQFP-32 با ابعاد 7 در 7 میلی‌متر و با وزن تقریبی 72.8 میلی‌گرم و ATmega8-16PI در پکیج PDIP-28 با ابعاد 34.8 در 7.49 میلی‌متر و با وزن تقریبی 4.2 گرم تولید می‌شوند. مشخصات فنی هر دو تقریبا یکسان است و فقط باید توجه داشته باشید که میزان سرعت کلاک متفاوتی دارند و نمونه ATmega8L-8AU دارای 3 تایمر و ATmega8-16PI دارای 1 تایمر است.

میکروکنترلرهای گروه بهینه‌شده ATmega8A

این گروه از میکروکنترلرهای زیرمجموعه mega AVR قطعاتی بسیار کم‌مصرف با عملکرد بالا هستند که با ولتاژ 2.7 تا 5.5 ولت کار می‌کنند. سرعت کلاک آن‌ها تا 16MHz است و از پریفرال‌های جانبی غنی شامل دو تایمر 8 بیتی، 1 تایمر 16 بیتی، 1 تایمر واچ‌داگ، سه کانال PWM و یک کانورتر 6 یا 8 کاناله آنالوگ به دیجیتال ADC پشتیبانی می‌کنند و بنابراین در سیستم‌های امبدد مختلفی به کار می‌روند. این گروه از میکروکنترلرها در سه نوع پکیج متفاوت PDIP با 28 پین، TQFP با 32 پین و VQFN با 32 پین تولید می‌شوند و دارای 23 پورت I/O هستند. از محبوب‌ترین و پرفروش‌ترین نمونه‌های این گروه می‌توان ATmega8A-PU و ATmeag8A-AU را نام برد. میکروکنترلر ATmega8A-PU در پکیج PDIP-28 در ابعاد 34.8 در 7.5 میلی‌متر و با وزن تقریبی 2.2 گرم تولید می‌شود. ATmega8A-AU نیز در پکیج TQFP-32 در ابعاد 7 در 7 میلی‌متر و با وزن 72.8 میلی‌گرم به بازار عرضه می‌شود.

میکروکنترلرهای گروه ویژه ATmega8U2

گروه میکروکنترلرهای ATmega8U2 دسته دیگری از میکروکنترلرهای خانواده AVR هستند که علاوه بر دیگر پریفرال‌های جانبی از رابط USB2.0 پرسرعت امبدد نیز پشتیبانی می‌کنند. در محدوده ولتاژ 2.7 تا 5.5 ولت کار می‌کنند و سرعت کلاک آن‌ها در ولتاژ 2.7 تا 8MHz و در ولتاژ 4.5 تا 16MHz است. در پکیج‌های TQFP و QFN با 32 پین و 22 پورت I/O قابل برنامه‌ریزی به بازار عرضه می‌شوند. با توجه به پشتیبانی از رابط USB برای استفاده در سیستم‌های مانیتورینگ، لوازم HID و لوازم صوتی مبتنی بر USB، صفحه‌کلیدها، موس‌ها و کانورترهای USB-to-serial مناسب هستند. نکته قابل توجه این است که این خانواده از میکروکنترلرهای AVR از کانورتر ADC پشتیبانی نمی‌کنند. در این خانواده می‌توان دو میکروکنترلر ATmega8U2-AU و ATmega8U2-MU را نام برد. میکروکنترلر ATmega8U2-AU در پکیج LQFP-32 در ابعاد 7 در 7 میلی‌متر و با وزن تقریبی 774 میلی‌گرم به بازار عرضه می‌شود. میکروکنترلر ATmega8U2-MU نیز در پکیج QFN-32 در ابعاد 5 در 5 میلی‌متر و با وزن تقریبی 188 میلی‌گرم تولید می‌شود.