Когда-то я пробовал вести занятия по микроконтроллерам по чужому лабнику (лабораторному практикуму) и тогда начал его переделывать, придумывать новые главы и родился свой курс, который сейчас опробуется на молодых студентах, которых мне на работе подселили.
В этом топике я буду потихоньку выкладывать все новые и новые главы, начиная с самого начала, т.е. с вопросов типа: а что такое микроконтроллер и для чего все это вообще нужно, имея две цели:
1) обучить
2) отфильтровать тех кому это не нужно нафиг, но кто слышал что-то о контроллерах, но не все узнал.

Что получится я не знаю, но должен заметить следующее:
1)никакая часть этой темы "с чего начать" не может быть воспроизведена нигде и ни в каком виде без моего согласия
2)пожалуйста не задавайте вопросы в этой теме, создайте топик и спросите

Собственно и все

СУВ,

1-ый урок. или что нужно знать.
Что нужно? интерес наверное и твердая уверенность что все получится. Без этого ничего не выйдет.
Особенность программирования контролллеров заключается в том, что необходимо не только уметь программировать (т.е. иметь навыки програмирования, что приходит с опытом интересующегося), но и понимать хотябы основы цифровой схемотехники. В последнем сложностей не бывает, если почитать соотв. литературу. Уж поверьте цифровая схемотехника гораздо проще аналоговой.
Как известно сейчас ни одно устройство, более менее современное не обходится без какого=то алгоритма функционирования. Взять стиральную машину: засыпал белья, нажал кнопку и ушел на работу. Расскажите об этом африканцу из племени тумба-юмба - обзавидуется! А Вы уже не обращаете на это никакого внимания, привыкли. А ведь машина сама набирает воду, до срабатывания соотв. датчиа уровня, начинает крутить белье и если много воды впиталось, то добирает воду. Воду пропускает через отсек с порошком. И начинает крутить вертеть столько времени, сколько необходимо для данной массы белья (некоторые машины еще и взвешивают белье), потом отжим, полоскание, второй цикл, сушка, а ведь нужно еще следить за температурой воды, за нажатыми кнопками на панели управления, выводить данные на индикаторы, следить за потреблением (вдруг барабан или нагреватель сгорели), за открытием дверцы и еще за кучей параметров и алгоритмических моментов.
Конечно можно было бы вставить в машинку компьютер: ну там, проц.,маму., хард с прогой. И стоила бы тогда эта машинка за 1000$, ведь нужен и влагостойкий корпус к цифровой части и источник питания, и хард от вибраций пришлось бы защищать, короче - сложно.
Проблема решается просто - контроллер + обвеска.
Контроллер - устройство совместившее в себе и проц, и маму, и память, и хард, но в малых объемах.
Обвеска - дополнительные устройства контроля, управления, индикации, которые позволяют согласовывать команды управления и контроля с объектами управления и контроля (крутить двигатель, закрывать-открывать клапана, включать нагреватель и пр.)
Как же совмещены в контроллере столько функций?
Очень просто, в нем есть все, но помалу. По сравнению с компьютером вообще ничтожно.
Например, в контроллере ОЗУ может быть 128 байт, а память программ (аналог харда) может быть всего 2кБ.
А что является аналогом Мамы?
Чтобы ответить на этот вопрос нужно знать, что такое сама Мама. Ну, в принципе, Мама это всего лишь устройство, в которое мы все вставляем, всякие платы, память, процессор, а также клавиатуру, мышь, и всякую другую дрянь. Но, если вспомнить, процессор может только читать, писать и вычислять, причем писать и читать из адресного пространства, а оно не обязательно находится в памяти (т.е. обращаться процессор может не только к ячейкам вставленной вами DDR памяти, к примеру; а может читать состояния всяких портов, например, LPT). Вот! Т.е. получается, что Мама предоставляет процессору в качестве доступных ресурсов не только память, но и другие установленные на плате ресурсы (порт RS-232, другие платы, харды, CD-ROM и прочее) и все это становится доступным процессору только благодаря материнской плате.
В контроллере же уже в самом есть Мама, правда опять урезанная.

Продолжение следует…

Теперь пришло время остановиться в попытке изучить внутренности контроллера, т.к. это лучше делать постепенно, выполняя те или иные задачи-упражнения использующие различные ресурсы контроллера.
Что необходимо для изучения.
1) Макет
2) Устройство для программирования* (программатор)
3) Компьютер
4) Среда программирования
5) Программа для программирования*
* - имеется в виду физическое программирования, т.е. прошивание.
Самое сложное из всего этого – Макет. На его изготовление может потребоваться достаточно много времени и кое-какие сбережения.
На макете будут расположены следующие узлы и блоки:
1) Сам контроллер (выберем какой)
2) Кварцевый резонатор с конденсаторами
3) Стабилизатор питания с конденсаторами (в т.ч. электролитическими)
4) Пьезоизлучатель (пищалка)
5) Светодиодный 7-ми сегментный 3-х разрядный индикатор с транзисторной схемой переключения разрядов для динамической развертки
6) 9 клавиш с подтягивающими резисторами
7) 2 светодиода (1-питание, 2-для упражнений)
8) Преобразователь напряжений для работы с COM портом с конденсаторами и разъемом.
9) Порт внутрисхемного программирования с соотв. Микросхемой.
10) Возможно еще усилитель (собранный на его базе интегратор), для работы с шим.
Второе по сложности – программатор.
Т.к. контроллер который будет изучаться (я пока могу посоветовать либо 51-ый либо AVR, но скорее более распространен 51-ый, pic я преподавать не смогу) позволяет программировать его внутрисхемно, то скорее всего придется делать программатор ByteBlaster.
Напомню про комплектующие к нему и схему:
схема:
http://www.altera.com/literature/ds/dsbytemv.pdf
на ее сбор уйдет не более 300 руб (макетка стоит 220 рублей)
что нужно купить:

• 1) резисторы С1-4 (0.125 ватт):
• 1.1 100 Ом - 20 шт.
• 1.2 2К2 - 10 шт. (около 20 рублей)
• 2) Разъемы:
• 2.1 DB25M + корпус DN-25
• 2.2 IDC вилку с шагом 2.54 на 10 контактов
• 2.3 IDC розетку в плату 2.54 на 10 (около 30-40 рублей)
• 3) шлейф, шаг 1.27, 10 жил, 1-3 метра (на будущее) (около 20-30 рублей)
• 4) микросхема буффер 74HC244 в дип корпусе (8 рублей)
• 5) макетная плата. Дип. двусторонняя, как можно меньше, чтоб не переплатить. (100-300 рублей)

Далее нужно отрезать кусок макетки так чтобы она помещалась в корпус ЛПТ разъема и разместить все компоненты, либо не делать этого, а просто разместить элементы на плате и сделать шлейфом отвод к LPT порту.
Макетку можно вставить в промежуток между контактами разъема ЛПТ и припаять макетку к разъему так чтобы небыло КЗ. После размещения элементов соединить их согласно схеме по ссылке, маленькими проводками.
В IDC разъеме предусмотреть запитывание с платы контроллера +5В (либо с USB, как кому удобнее).
скачать программу:
http://www.atmel.ru/Binary/At-load.zip
работает только из 9x и чистого дос, т.к. использует прямой доступ к портам.
Но если воспользоваться программой ниже, то можно и из NT подобных мастдаев зашивать.
http://forum.vingrad.ru/index.php?act=Atta...=post&id=163806

Продолжение следует...

Итак выбран AVR.
Для работы потребуется:
1) Среда программирования AVR Studio 4.x.x скачать можно здесь.
2) Документация на контроллер AT90mega48 можно взять здесь.

Дальше будем макеты собирать на базе этого контроллера.
Изучать будем AVR ASM.

СУВ.

по поводу макета:
у меня такая мысль, а давайте-ка изучим параллельно P-CAD?
Весь макет сделаем в нем, а плату изготовим сами (сами распечатаем, сами потравим) а те кто не хочет травить будут использовать макетную плату купленную в магазине.
P-CAD пригодится и дальше, т.к. без него (или аналогов) не изготовить не одной платы. А раз так, то нужно преобрести P-CAD, который продается на дисках посвященных "Электронике", "Схемотехнике" и т.п.

СУВ.

Ну вот... будем считать что все готово. У всех все скачано. Тогда начнем с Пи-КАДА (P-CAD).
Этот софт предназначен для так называемого сквозного проектирования электронных схем, это означает что все этапы разработки схемы можно делать только в этой программе (но это не значит что так нужно делать). Что включает в себя разработка? Если просто то:
1) разработка принципиальной схемы
2) размещение элементов на будущей плате
3) разводка (соединение проводниками)
Из этих трех шагов 2 последних при желании можно автоматизировать (это не значит что нужно) и в изучаемом софте эта возможность предусмотрена.
Если мы посмотрим в меню «Пуск» -> «Программы» -> «P-CAD», то увидим что P-CAD состоит из многих программ. Перечислим необходимые нам:
1) Schematics (в этой программе мы будем чертить схемы из элементов соединяя их линиями-проводниками)
2) Symbol Editor (а в этой мы будем создавать те самые элементы, которые будем использовать в Schematics)
3) Library Executive (это мозг P-CAD, тут содержаться все элементы в виде подключаемых библиотек, и тут же происходит их полная настройка)
4) PCB (тут мы будем создавать нашу печатную плату путем размещения физических элементов, таких как корпуса, разъемы, дырки, и соединять их уже физическими «дорожками» на плате)
5) Pattern Editor (здесь мы создадим те самые корпуса для PCB)
Начнем с примера попроще. Итак, как мы и условились в нашей будущей схеме нам не обойтись без резисторов. Попробуем его создать.
Для этого открываем Symbol Editor.

Так выглядит окно после запуска.


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 84 )
 Sym_Editor.gif

Задаем параметры настройки программы:
1) идем в Options -> Configure и устанасливаем параметры как на картинке внизу.

Здесь мы указали что будем пользоваться милиметрами, указали небольшой размер рабочей области, разрешили автосохранения.


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 44 )
 s_e_conf.gif

2) идем в Options -> Grids...
Там мы устанавливаем шаги сетки. Вносим новый шаг: набираем, например, 2.5 и нажимаем кнопку Add (Добавить). И получаем примерно следующее:


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 29 )
 s_e_opt_grid.gif

Теперь нужно удалить мешающую нам дюймовую сетку.
Выделяем ее и жмем Delete:


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 27 )
 s_e_opt_grid2.gif

Обратите внимание что сетка изменилась и стала более плотной.

Теперь можно посмотреть на то что мы сделали. После установок размеров и сеток возвращаемся к рабочему полю программы. Как видите сетка уже другая, и размерность именно в миллиметрах. Можно было оставить дюймы, но тогда мы отойдем от гостов, а это не есть хорошо.
Попробуйте нажать клавишу "+"... а потом "-", познакомились с зумом?
Нажимайте "+" пока не появится реальная сетка (а не зеленая, которая только кратна настоящей).
Теперь можно рисовать, но сначала нужно установить некоторые параметры "рисования".

СУВ.


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 26 )
 Sym_Editor2.gif

Прежде чем рисовать изменим толщину линии которой будем рисовать, это делается для того чтобы элементы соответствовали ГОСТу и просто для удобства. И вообще я рекомендую придерживаться ГОСТа при при разработках чего-либо. Потому что если привыкните это делать сразу в последствие многие подводные камни перестануть быть оными это раз, а во-вторых известна аллергия к ГОСТам у всех разработчиков, т.к. при неожиданном требовании сделать по ГОСТу нужно переделывать все элементы во всех используемых биюлиотеках.
Итак вызываем меню Options -> Current Line и изменяем параметры как показано на рисунке ниже.
Жмем ОК и видим что в правом углу появилось наше введенное 0.300мм, что и требовалось.


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 24 )
 s_e_opt_line.gif

Вот так должны выглядеть основные элементы согласно ГОСТ (нас сейчас интересует 55-ый элемент):


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 52 )
 sxem1.gif

Итак, высота резистора 4мм, а длина 10мм.
Смотрим на нашу сетку, а она у нас 2.5мм, значит добавляем в список сетки еще один шаг: 1мм (Options->Grids...)

Теперь самое главное! Сохраним этот файл как начальный для создания любого компонента. Например, под именем "templ_1.sym". Это делается для того чтобы не устанавливать параметры сетки, толщины и пр. каждый раз когда Вам нужно будет что-то новое создать, нам предстоит создать 2 десятка элементов и не очень хочется 20 раз вводить одно и то же.

Теперь можно сохранить файл под реальным именем компонента т.е. как обозначение резистора.
Обратите внимание на следующую деталь: резисторы разной мощности имеют различное обозначение, а именно:


Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 38 )
 resistors_obozn_pow.gif