فیلم آموزش USART در میکروکنترلرهای AVR – جلسۀ 8 آموزش AVR

فیلم آموزش USART در میکروکنترلرهای AVR جلسۀ هشتم فیلم آموزش میکروکنترلرهای AVR مقدماتی یوبرد است. پروتکل ارتباطی USART یک پروتکل ارتباطی سریال است و در سیستم های دیجیتال و صنعت الکترونیک و صنایع دیگر بسیار پر کاربرد است. مثلاً در صنعت خودرو که نمونه ای از آن ارتباط USART ماژول های باتری (BMB) در برخی خودروهای تسلا است. بسیاری از المان ها و ماژول ها مثل ماژول های SIM800، ماژول های ESP8266، برخی ماژول های دوربین، ماژول های اثر انگشت، ماژول های RFID، ماژول بلوتوث و بسیاری از ماژول های دیگر برای ارتباط با کامپیوتر و میکروکنترلر از ارتباط USART استفاده می کنند. بنابراین پروتکل ارتباطی USART یا UART در میکروکنترلرها کاربردهای بسیاری دارد و از این جهت دارای اهمیت است. در بسیاری از میکروکنترلرهای AVR یک یا دو واحد USART، در برخی سه و در برخی چهار واحد USART وجود دارد. در میکروکنترلر ATmega128A دو واحد USART وجود دارد. در این جلسه به آموزش USART در AVR می پردازیم. از جمله ویژگی های ارتباط USART در AVR می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

• قابلیت کار به صورت تمام دو طرفه؛
• قابلیت کار به صورت سنکرون و آسنکرون؛
• پشتیبانی از فریم های دادۀ 5 تا 9 بیتی؛
• تولید و بررسی Parity به صورت سخت افزاری؛
• آشکار ساز Data over run؛
• آشکارساز خطای فریم؛
• سه وقفۀ جداگانه؛
• مد ارتباطی Multi-processor.

در ادامه مباحث فیلم آموزش USART در میکروکنترلرهای AVR را بررسی می کنیم. نوشته های مرتبط با این جلسه در وبلاگ یوبرد عبارتند از:

راه اندازی USART در AVR

بافر در USART میکروکنترلرها

نصب درایور مبدل USB به سریال CP2102

پروگرام کردن STM32 با JTAG و SWD و بوت لودر

فیلم آموزش ARM STM32 مقدماتی

فیلم آموزش آردوینو مقدماتی

تصویر 1 – آموزش ارتباط سریال در AVR، ارتباط میکروکنترلر AVR با کامپیوتر و ماژول SIM800C

سرفصل های فیلم آموزش USART در میکروکنترلرهای AVR

مباحث مطرح شده در آموزش پروتکل ارتباطی USART در AVR عبارتند از:

• مقدمۀ پروتکل های ارتباطی: که لزوم وجود پروتکل های ارتباطی، ارتباط موازی و مشکلات آن و ارتباط سریال سنکرون و آسنکرون، مباحث این بخش هستند.
• مقدمه ای از USART: که به تعریف USART، کاربردهای USART، تعداد واحدهای USART در میکروکنترلرها، پایه های پروتکل ارتباطی USART، تعریف پروتکل های Master-slaveی، تعریف ارتباط Simplex و Half-duplex و Full-duplex، فریم داده در پروتکل USART، تشریح روش تشخیص خطا با بیت Parity، بافر سخت افزاری در USART میکروکنترلرهای AVR و STM32F1 و LPC1768، مبحث Data over run و Frame error و وقفه های USART می پردازیم.
• آموزش پروتکل USART در AVR: در این بخش به آموزش واحد USART در AVR برای میکروکنترلر ATmega128A می پردازیم. مباحث این بخش مدهای عملیاتی USART در AVR، نحوۀ محاسبۀ Baud rate، بررسی جدول باود ریت ها و خطای آنها، بررسی USART و مدهای آن در کدویژن، وقفه USART در AVR و بافر نرم افزاری در USART هستند.
• رجیسترهای USART در AVR: که رجیسترهای UDR و UCSR و UBRR را تشریح می کنیم.
• تشریح عملکرد USART در مد ارتباطی Multi-processor: که مربوط به ایجاد شبکۀ USART بین چند المان و میکروکنترلر است. در این بخش عملکرد بیت MPCM را توضیح می دهیم.
• نمونه کد USART در AVR: که در این بخش پروژه ها و نمونه کدهای USART را بررسی می کنیم. نمونه کدهایی مثل راه اندازی USART در AVR و ارتباط AVR با کامپیوتر، نمونه کد ارتباط میکروکنترلر با کامپیوتر و نمایش داده های ارسالی کامپیوتر روی LCD و نمونه کد راه اندازی USART با وقفۀ دریافت. در این بخش به مباحث دیگری نیز می پردازیم. مباحثی مثل ارتباط دو میکروکنترلر با هم، ارتباط میکروکنترلر با کامپیوتر، مبدل های سطح منطقی مثل CP2102 و MAX232، ترمینال پورت سریال، اشاره ای به پروگرام کردن میکروکنترلرها و آردوینو با USART، کار با نرم افزار Hercules و … .

تصویر 2 – آموزش UART در AVR، شبیه سازی ارتباط میکروکنترلر AVR با کامپیوتر در نرم افزار پروتئوس

تشریح مباحث آموزش USART در AVR در این جلسه به نحوی است که تقریباً همۀ سوالات و ابهامات پروتکل ارتباطی USART برطرف شده اند. دانش پذیر پس از مشاهدۀ این جلسه و تمرین نمونه کدها، می تواند به راحتی از پروتکل ارتباطی USART در پروژه ها استفاده کند.

پیش نمایش – راه اندازی USART در AVR