Програмування мікроконтролерів для початківців: легко і доступно
Все популярнішим стає тема електронного конструювання. Пропонуємо вашій увазі статтю, яка розповість, що таке програмування мікроконтролерів для початківців.
Зміст
Які мікроконтролери існують?
Насамперед, необхідно окреслити ситуацію з мікроконтролерами. Справа в тому, що вони випускаються не однією фірмою, а відразу декількома, тому існує досить багато різних мікроконтролерів, які мають різні параметри, різні особливості при використанні і різні можливості. Розрізняються вони по швидкості швидкодії, додатковим інтерфейсам і кількості висновків. Найпопулярнішими на всьому просторі колишнього СРСР є представники РІС і AVR. Програмування мікроконтролерів AVR і РІС не складає труднощів, що й забезпечило їхню популярність.
Як мікроконтролери програмуються?
Програмування мікроконтролерів здійснюється, як правило, за допомогою спеціальних пристосувань, які називаються программаторами. Програматори можуть бути або покупними або саморобними. Але при прошивці мікроконтролера за допомогою саморобного програматора шанс того, що він перетвориться на «цеглина», досить високий. Є ще один варіант, який можна розглянути на прикладі плати «Ардуіно». Плата працює на МК фірми Atmel, і в ній здійснюється програмування мікроконтролерів AVR. У платі вже є заздалегідь прошитий бутлоадер і порт USB, які дозволяють безпечно прошити використовуваний мікроконтролер, не даючи користувачеві доступу до даних, що можуть цей самий МК вивести з ладу. Програмування мікроконтролерів для початківців не так складно, як може здатися, і при певній вправності та кмітливості позбавить вас від необхідності їхати за новим механізмом.
Апаратні відмінності різних мікроконтролерів
При виборі мікроконтролерів слід звернути увагу на деякі апаратні відмінності навіть не різних компаній, а і в одному модельному ряду. Для початку слід звернути увагу на можливість перезапису інформації на мікроконтролер. Ця функція дозволить вам довго експериментувати з одним МК. Також зверніть увагу на кількість висновків з їх призначенням. Чи не обділяйте увагою і частоту роботи кристала, на якому працює схема: від неї залежить кількість операцій в секунду, які може виконати мікроконтролер. При огляді цих характеристик, а також пам'яті МК спочатку може здатися, що на мікроконтролерах нічого путнього не зробиш, але це помилкова думка. Пам'ятайте, що програмування мікроконтролерів для початківців не вимагає найкращою техніки спочатку, але про запас ви можете взяти і щось більш потужне.
Мови програмування мікроконтролерів
В якості мов програмування мікроконтролерів використовується два: С / С ++ і асемблер. Кожен з них має свої переваги і недоліки. Так, якщо говорити про асемблер, то він дає можливість зробити все дуже тонко і якісно, особливо важливо це, коли не вистачає оперативної пам'яті або оперативних потужностей (що, втім, досить рідко відбувається). Але його вивчення та написання програм на ньому вимагає досить багато зусиль, пунктуальності і часу. Тому для розробок на основі мікроконтролерів часто використовують мови програмування С и С ++. Вони є більш зрозумілими, за своїм виглядом і структурою вони близькі людської мови, хоча і не представляють із себе її в повноцінному розумінні. Також вони мають дуже добре пророблений функціонал, який може запросто взаємодіяти з апаратною частиною, уявляючи, що це всього лише елемент програми. При всіх своїх явних перевагах на С і С ++ створюють більш об'ємні програми, ніж на асемблері.
Також в окремих випадках, коли критичним є використовуване оперативний простір, можна з'єднати ці мови. Майже всі середовища розробки для С і С ++ мають можливість установки в програму ассемблерних вставок. Тому у разі виникнення проблеми на критичній ділянці можна написати асемблерну вставку та інтегрувати її в прошивку для мікроконтролера, а саму прошивку, точніше, більшу її частину, написати на С або С ++. Програмування мікроконтролерів на СІ є більш легким, тому багато хто вибирає саме ці мови. Але ті, хто не боїться труднощів і хоче зрозуміти особливість роботи апаратури, можуть спробувати свої сили і з асемблером.
Напуття
Якщо з'явилося бажання поекспериментувати з мікроконтролерами, це прекрасно. Можна тільки порадити запастися терпінням і наполегливістю, і тоді будь-які цілі, поставлені перед винахідником, виявляться здійсненними. Програмування мікроконтролерів для початківців і для досвідчених людей виглядає по-різному: що для початківців складно, то для досвідчених – рутина. Головне – пам'ятати, що все, що не суперечить законам фізики, є здійсненним і вирішуваним.