Программирование ATtiny2313: с чего начать изучение микроконтроллеров
Микроконтроллеры серии ATtiny2313 прекрасно подходят для первых шагов в программировании микроконтроллеров. Давайте разберемся, как правильно начать осваивать это увлекательное занятие.
1. Обзор микроконтроллера ATtiny2313
ATtiny2313 - это 8-битный микроконтроллер с RISC-архитектурой от компании Atmel. Он имеет следующие основные характеристики:
- Объем flash-памяти программ - 2Кбайт
- Объем ОЗУ - 128 байт
- Частота работы - до 20МГц
- Напряжение питания - 2.7-5.5В
- 20 выводов в корпусе PDIP
По сравнению с другими представителями семейства AVR, ATtiny2313 обладает небольшим объемом памяти и скромными вычислительными возможностями. Однако этого вполне достаточно для изучения основ программирования микроконтроллеров и создания простых устройств.
К достоинствам ATtiny2313 можно отнести:
- Низкая стоимость
- Простота в использовании
- Небольшие габариты
- Широкая доступность
К недостаткам относятся:
- Малый объем памяти программ
- Невысокая производительность
- Ограниченное количество выводов
Тем не менее, ATtiny2313 отлично подходит для изучения программирования микроконтроллеров с нуля и создания несложных проектов.
2. Подготовка к программированию
Для начала необходимо определиться с корпусом микроконтроллера. Наиболее доступный вариант - ATtiny2313 в корпусе PDIP с 20 выводами. Такой микроконтроллер можно установить в макетную плату или на печатную плату.
Для программирования ATtiny2313 понадобится следующее:
- Компьютер с ОС Windows, Linux или macOS
- USB-программатор, например USBasp
- Плата Arduino в качестве программатора
- Провода для соединения микроконтроллера и программатора
- Среда разработки Arduino IDE
В Arduino IDE необходимо установить поддержку микроконтроллера ATtiny2313. Для этого нужно загрузить и установить библиотеку ATTinyCore.
Затем в настройках выбрать соответствующую плату, микроконтроллер ATtiny2313 и скорость работы (например, 16МГц).
3. Схемы подключения для программирования
Существует несколько способов подключения ATtiny2313 для программирования:
- Через LPT порт компьютера.
- С использованием отдельного USBasp программатора.
- Используя Arduino в качестве программатора.
Рассмотрим подробнее вариант подключения через LPT порт. Необходимо соединить следующие выводы:
| ATtiny2313 | LPT |
| 1 | 1 |
| 10 | 10 |
| 17 | 17 |
Остальные соединения указаны в таблице из приложенного текста. При использовании USBasp или Arduino схемы соединений будут несколько иными.
4. Запись программы в микроконтроллер
Для записи прошивки в ATtiny2313 можно использовать различные программы, например PonyProg. Необходимо выполнить следующие действия:
- Запустить программу и отключить звук
- Пройти калибровку программатора
- Настроить интерфейс и выбрать программатор
- Выбрать микроконтроллер ATtiny2313
- Загрузить HEX-файл прошивки
- Запустить программирование и записать прошивку
- Запрограммировать фьюзы микроконтроллера
Важный момент - правильная настройка фьюзов, отвечающих за тактовую частоту, время старта и другие параметры работы ATtiny2313.
5. Примеры
После успешной записи прошивки и настройки фьюзов можно приступать к написанию собственных программ для ATtiny2313. Рассмотрим некоторые примеры.
Пример 1. Мигание светодиодом
Самая простая программа для микроконтроллера - это мигание светодиодом с заданным интервалом. Для этого к одному из выводов ATtiny2313 подключаем светодиод через резистор, а в программе по очереди выставляем на этом выводе высокий и низкий уровни.
Пример 2. Управление сервоприводом
С помощью ATtiny2313 можно управлять сервоприводами, подавая на вход ШИМ-сигнал нужной длительности. Это позволяет создавать простые механизмы с сервоприводами.
Пример 3. Измерение температуры
К ATtiny2313 можно подключить различные датчики, в том числе температурные. Прочитав показания с АЦП, микроконтроллер вычисляет значение температуры.
Пример 4. Управление LCD дисплеем
С помощью ATtiny2313 можно выводить информацию на жидкокристаллический дисплей. Это позволяет отображать текст, графику, показания датчиков.
Пример 5. Управление внешними устройствами
Благодаря наличию ЦАП, ШИМ и АЦП микроконтроллер ATtiny2313 может управлять различными устройствами - двигателями, нагревателями, светодиодами. Это открывает широкие возможности для различных проектов.
6. Ресурсы для изучения программирования ATtiny2313
Чтобы успешно освоить программирование ATtiny2313, рекомендуется воспользоваться следующими ресурсами:
Полезные книги и статьи на русском языке
Для начинающих будут полезны книги издательства "ДМК Пресс", посвященные программированию AVR микроконтроллеров. Также есть много полезных статей на тематических сайтах и форумах.
Зарубежные ресурсы на английском языке
Среди зарубежных ресурсов стоит обратить внимание на официальную документацию Atmel, книги издательства Elsevier, статьи на специализированных сайтах.
Видеоуроки на YouTube
На YouTube много обучающих видео на тему программирования ATtiny2313. Они помогут разобраться в сложных моментах на практических примерах.
Форумы пользователей и группы в соцсетях
Можно присоединиться к сообществам энтузиастов микроконтроллеров ВКонтакте, Facebook*, на форумах. Здесь можно задать вопросы, поделиться опытом.
Онлайн-курсы и вебинары
Существуют платные и бесплатные онлайн-курсы по программированию ATtiny2313. Также периодически проводятся вебинары и онлайн-конференции на эту тему.
Используя эти ресурсы, можно быстро продвинуться в изучении ATtiny2313 и научиться создавать полезные устройства на его основе.
* - деятельность организации запрещена на территории Российской Федерации.