Mikrokontroller?
En mikrokontroller (förkortas ofta µC), även populärt kallad enchipsdator, är ett chip som innehåller alla funktioner som behövs för att exekvera en kod som du själv kan programmera in i den. För att läsa om hur dessa fungerar, se HowStuffWorks.
För att börja programmera mikrokontrollers krävs följande:
Hårdvara
- Dator
- Mikrokontroller (med kristall)
- Programmerare
Mjukvara
- Programmeringsmjukvara
- IDE (Integrated Development Environment) = programmeringsmiljö
- Kompilator
Dator
En dator antar jag att du har eftersom du läser detta. Det går bra att arbeta i både Windows- och Linuxmiljö. Den mesta mjukvaran finns för båda plattformar. Ett krav är dock en ledig serieport, USB eller parallellport (se "programmerare").
Mikrokontroller
Självklart behöver man själva mikrokontrollern för att komma igång. Det finns många olika µC att välja på. Tre vanliga som jag tänker presentera här är:
- Basic Stamp
- PIC
- AVR
Basic Stamp är grupp färdiga moduler tillverkade av Parallax. Stampen är mycket nybörjarvänlig, det går snabbt att komma igång att experimentera. Detta på bekostnad av priset (högt) och styrkan (låg hastighet och mycket begränsade extra funktioner). Eftersom Stampen är en färdig modul behöver den bara spänning för att fungera, "plug and play".
Basic Stamp kan köpas på exempelvis Robotshop
Basic Stamp finns generellt i två familjer. Stamp 1 och Stamp 2. Tvåan är uppföljare till ettan och därmed mer intressant att abeta med. Av Stamp 2 finns det några olika modeller med extra finesser. Se tillverkarens hemsida för mer info.
PIC är en familj mikrokontrollers tillverkade av Microchip. Dessa finns i väldigt många modeller. Några vanligt förekommande PICar är PIC16F84A, PIC16F628 och PIC16F877A. Jag avråder dock från att införskaffa en PIC16F84(A), de är föråldrade, överprisade och överskattade. PIC16F628 är en utmärkt ersättare i samma klass, fast billigare.
Normalt behöver en PIC en stabiliserad spänningsmatning och en kristall för att fungera.
PIC kan köpas i välsorterade elektronikåterförsäljare, exempelvis Elfa. Går även att få som samples av tillverkaren.
PIC finns generellt i fyra familjer:
PIC10 - Nya sedan 2004. Små 6-pins ytmonterade chip med starkt begränsade finesser.
PIC12 - 8-pins, storebror till PIC10.
PIC16 - Mellan-familjen. 14-68 pin. Innehåller en hel del användbara finesser.
PIC18 - Kraftfullaste familjen. 18-80 pin. Roligast att arbeta med.
AVR är en familj mikrokontrollers tillverkade av Atmel. De har många likheter med PIC, men är lite kraftfullare och lite snabbare. Det finns många modeller på AVR, några vanliga är ATiny26, AT90S2313 och ATMega8. AVR behöver, precis som PIC, en stabil matningsspänning och en kristall för att fungera. AVRs största fördel jämfört med PIC är att alla familjer inom AVR är byggd på samma kärna, vilket gör det mycket lättare rent programmeringsmässigt att migrera mellan olika familjer/modeller.
AVR kan köpas i vissa elektronikaffärer. Hos Elfa hittar man ett urval av AVR-chip. Kan gå att få som sample, sägs det...
AVR finns i tre familjer:
ATiny - Små chip, 8-20 pin, med de nödvändigaste funktionerna.
AT - Mellanklass. På utgång?
ATMega - 28-100 pin. Kraftfulla och stora!
Kristall
För att µC ska kunna arbeta måste den ha en tidsreferens - en oscillatorkrets - som svänger ett exakt antal gånger varje sekund. Vanligtvis avänder man kristaller för detta ändamål. De som används till PIC och AVR brukar ligga mellan 4-20 MHz. För Basic Stamp är kristallen integrerad i modulen.
Den ständiga utveckligen har lett till att många µC idag har en integrerad oscillator på exempelvis 4 MHz eller 8 MHz. I följande familjer har alla medlemmar integrerade oscillatorer: PIC10, PIC12, ATiny, ATmega. Utöver dessa finns det många chip i de övriga familjerna som också har denna finess.
För de µC som inte har integrerad oscillator behövs alltså en kristall.
På Elfa kan man hitta mikroprocessorkristaller för ca 14 kr. Välj en i listan som inte har högre frekvens än vad den rekommenderade maxfrekvensen för din µC är (se dess datablad). Dessa kristaller behöver två stycken sk. lastkapacitanser för att kunna fungera korrekt. Enligt några datablad för AVR och PIC bör man välja kondensatorer med kapacitansen 12-22 pF. Om man höftar så väljer man exempelvis 18 pF. Här är några lämpliga att välja på. Du behöver alltså två kondensatorer för varje kristall.
<-- Lågprofil mikropocessorkristallSen kommer själva inkopplingen. µC har normalt två ben som heter XTAL1 och XTAL2 (AVR) eller OSC1 och OSC2 (PIC). Mellan dessa ska man koppla in sin kristall. Kondensatorerna kopplas sedan på vardera ben på kristallen ner till jord. Förvillande, antagligen. Kolla på bilden istället!
Programmerare
En programmerare är en krets man måste ha som länk mellan dator och mikrokontroller. Gränssnittet är oftast RS232 (serieporten), men parallellporten förekommer också. USB håller på att bli ett populärt alternativ.
Basic Stamp behöver ingen speciell programmerare, eftersom den är integrerad på själva modulen.
PIC oc AVR behöver båda programmerare. Här finns två alternativ: Att bygga en själv eller att köpa en färdig.
Att bygga en själv kräver förstås lite förkunskaper inom elektronik, men kan bespara dig några hundralappar.
Bygg själv (PIC/AVR):
SI-PROG
Bygg själv (PIC):
JDM
RCD
PIC-PG2 (Olimex)
The LVP-Cable
Wisp628
Bygg själv (AVR):
AVR ISP
Färdiga programmerare/utveckligskort för PIC:
VM111 (Kjell)
USB (Kjell)
Olimex (se PIC -> programmers)
ISP-PRO (Elfa)
PIC16F877 Development Board (Futurlec)
Kit182 (Dontronics)
PICEasy (MikroElektronika)
PICEasy 2 (MikroElektronika)
Färdiga programmerare/utveckligskort för AVR:
STK500 (Elfa)
STK500 (Software Crew)
ATMega Training Board
Programmeringsmjukvara för PIC/AVR:
PonyProg
IC-PROG
Programmeringsmjukvara för PIC:
WinPIC
Programmeringsmjukvara för AVR:
AVR Studio 4
IDE - Programmeringsmiljö
Basic Stamp:
Medföljer modulerna.
PIC:
MPLAB
AVR:
AVR Studio 4
Kompilator och Språk
Basic Stamp:
Basic. Inget annat. Medföljer modulerna.
PIC:
Assembler - Gratis assembler via MPLAB
Basic - Många versioner. Exempel: MikroBasic (Gratis)
C - Många versioner. Exempel: PICCLite (Gratis)
JAL - JAL
AVR:
Assembler - gratis assembler via AVR Studio 4
C - En vedertagen version: GCC (WinAVR)
Basic - En dominerande version: Bascom-AVR
Övriga länkar
AVR Freaks - AVR Fansite
PiCLiST - Fakta om allt (PIC)
Liknande FAQ
En tråd @ EDABoard om mikrokontrollerval
Lär dig assembler för AVR
Så här funkar AVR
Så här funkar PIC
PIC microcontrollers for beginners (onlinebok)
Starting with PICs
Fler länkar, kommentarer och annat nyttigt mottages gärna!
Edit 2005-01-12: Uppdatering enligt önskemål, och lite till.
Edit 2005-03-07: Uppdaterade lite länkar.
Edit 2005-07-14: Uppdatering enligt sodjans synpunkter.
Edit 2005-08-26: Semi-trasig länk.
