ATmega328P je jedným z najpopulárnejších mikrokontrolérov na svete, ktoré sú vhodné pre domácich majstrov. Tento jednočipový mikrokontrolér je dobrou voľbou pre tých, ktorí sa púšťajú do elektroniky pre domácich majstrov a nachádza sa na najnovšej generácii Arduino Unos (spolu s inými doskami mikrokontrolérov). Čo však potrebujete vedieť o ATmega328P predtým, ako začnete používať svoje Arduino?
Čo je mikrokontrolér ATmega328P?
ATmega328P, vytvorený spoločnosťou Atmel, je jednočipový mikrokontrolér založený na 8-bitovom RISC procesorovom jadre. Tento malý mikrokontrolér je nízkoenergetický a cenovo dostupný, vďaka čomu je vynikajúcou voľbou pre rôzne aplikácie vrátane domácich majstrov, ktoré chcete realizovať.
Čip ATmega328P bol predstavovaný ako prominentná súčasť Arduina už mnoho rokov. Arduino Uno používa tento mikrokontrolér spolu s doskami Arduino Pro Mini a Arduino Nano. Vďaka tomu je v priestore elektroniky pre domácich majstrov mimoriadne bežný a oplatí sa dozvedieť sa o jeho schopnostiach, ak plánujete používať tieto dosky.
Dosky Arduino využívajúce mikrokontrolér ATmega328P
ATmega328P sa nachádza na doskách mikrokontrolérov Arduino Uno a Arduino Nano, dvoch z najpopulárnejších produktov od Arduina. Tento čip si môžete kúpiť aj ako samostatný produkt, ak ho chcete vyskúšať bez dosky mikrokontroléra, aj keď to bude náročný spôsob, ako začať. Ak sa chcete dozvedieť viac o tom, môžete použiť nášho praktického sprievodcu rôzne typy dosiek mikrokontrolérov Arduino.
Špecifikácie údajového listu ATmega328P
ATmega328P má na taký malý čip prekvapivo hustý datasheet. Predtým, ako začnete písať kód pre váš mikrokontrolér, je potrebné si uvedomiť množstvo špecifikácií. Rozdelili sme ich, aby sme uľahčili pochopenie obmedzení a obmedzení tohto čipu. Začnime so základnými špecifikáciami, aby ste mali predstavu o tom, ako sa ATmega328P tvaruje.
- CPU: 8-bitový AVR s maximálnou rýchlosťou 20 MHz
- Flash pamäť: 32 kB zabudovaný blesk
- SRAM: 2 kB
- EEPROM: 1 kB
- Počet pinov: 28 alebo 32 (v závislosti od typu balenia)
- Kapacitné dotykové kanály: 16
- Maximálny počet I/O pinov: 23
- Externé prerušenia: 2
Každá z týchto rôznych špecifikácií zohráva svoju vlastnú úlohu pri vytváraní ATmega328P tak dobre vhodnej na použitie s vývojovými doskami, ako je Arduino. Čo však niečo z toho vlastne znamená?
- CPU: CPU na čipe ATmega328P je 8-bitový CPU založený na AVR RISC. RISC je skratka pre „počítač s redukovanou inštrukčnou sadou“ a je to typ procesora určený na zjednodušenie jednotlivých úloh, ktoré počítač vykonáva. Naproti tomu procesor Intel alebo AMD vášho počítača je pravdepodobne procesor CISC (počítač so súpravou zložitých pokynov).
- Flash pamäť: Flash je typ energeticky nezávislej pamäte, ktorá sa používa na trvalé ukladanie. ATmega328P je vybavený iba 32 kB flash pamäte, aj keď to stačí na množstvo kódu. Môžete sa dozvedieť o rozdiely medzi energeticky závislou a energeticky nezávislou pamäťou na webovej stránke MUO.
- SRAM: SRAM znamená „statickú pamäť s náhodným prístupom“. Táto pamäť hrá rovnakú úlohu ako RAM vo vašom PC a poskytuje čipu ATmega328P dočasnú pamäť na ukladanie dát a premenných pri prechode kódom.
- EEPROM: Ide o typ bajtovej vymazateľnej pamäte, ktorá sa používa na ukladanie malého množstva údajov. Na rozdiel od SRAM je EEPROM energeticky nezávislá a uchová svoje údaje, keď čip ATmega328P nie je napájaný.
Schéma pinoutov ATmega328P
Vyššie uvedený diagram pinov ATmega328P zobrazuje rôzne kolíky na čipe ATmega328P DIP a kolíky na doske Arduino Uno. To by vám malo poskytnúť dobrú predstavu o tom, ako tento čip a populárna doska mikrokontroléra spolupracujú.
ATmega328P je všestranný čip s rôznymi aplikáciami. Preto je pre tento čip k dispozícii množstvo rôznych balení, všetky v rôznych tvaroch a s rôznymi typmi olova. Najbežnejšími z týchto balíkov sú TQFP (balíček so štyrmi plochými vývodmi), MLF/VQFN (mikro rám alebo štvornásobný plochý rám bez vývodov) a DIP (balík s dvomi radmi).
Originálne dosky Arduino Uno používajú DIP variant čipu ATmega328P (aka ATmega328P-PU), čo znamená, že čip je možné vybrať a vymeniť (na rozdiel od ATmega328P-AU). Iné typy dosiek Arduino používajú rôzne čipy ATmega typu quad-flat package a tieto sa nedajú odstrániť.
Obmedzenia ATmega328P a Arduino Uno
Ako každý čip mikrokontroléra, aj ATmega328P prichádza s určitými obmedzeniami, ktoré je potrebné zvážiť skôr, ako sa s ním rozhodnete pracovať. Tieto obmedzenia platia aj pre dosky Arduino, ktoré používajú tieto čipy.
Nízky rozpočet SRAM
Čip ATmega328P je dodávaný s 2 kB SRAM, čo je dosť pre väčšinu projektov. Pre tých, ktorí chcú používať viacero knižníc a kód s množstvom premenných, však môže byť ľahké minúť SRAM, čo spôsobí zlyhanie programu.
Programátori pracujúci s doskami Arduino majú veľkú kontrolu nad správou pamäte vďaka použitiu C++. Text, obrázky a ďalšie vopred pripravené prostriedky možno uložiť do pamäte flash ako spôsob, ako uvoľniť dodatočnú pamäť pre spustené programy, čím sa zlepší váš rozpočet SRAM.
Obmedzený výkon spracovania
20Hz CPU nachádzajúci sa na čipe ATmega328P je skvelý na spustenie jednoduchého kódu, ale ponúka obmedzený výkon spracovania pre zložité aplikácie. To znamená, že nie je vhodný na veci, ako je rozpoznávanie reči, hlboké učenie alebo iné bežné úlohy mikrokontroléra.
Riešenie tohto problému nie je možné s ATmega328P. Ak potrebujete viac energie, budete musieť hľadať vhodnejšiu dosku mikrokontroléra pre danú úlohu by rád vystupoval, ale na trhu je veľa možností, ako vám poskytnúť prístup k tomu, čo potrebujete.
Výhody ATmega328P a Arduino Uno
Okrem obmedzení ATmega328P existujú aj výhody, ktoré so sebou prináša použitie takéhoto čipu. Tieto často prevažujú nad obmedzeniami mikrokontroléra pri jednoduchých projektoch, najmä ak ste v práci s mikrokontrolérmi nováčikom.
- Cenová dostupnosť: Čip ATmega328P je cenovo dostupný a ľahko dostupný, vďaka čomu je ideálny pre nízkonákladové DIY projekty. Vďaka veľkej hodnote tohto čipu je Arduino Uno aj cenovo veľmi dostupná doska.
- Jednoduchosť použitia: ATmega328P, vyrobený s ohľadom na spotrebiteľov, sa v porovnaní s inými čipmi mikrokontroléra ľahko používa, takže je ideálny pre tých, ktorí začínajú s vlastnými projektmi.
- Samostatný čip: Čip ATmega328P je možné použiť samostatne alebo s doskou mikrokontroléra, ako je Arduino Uno.
Informácie o ATmega328P a Arduino Uno
Na webe je množstvo zdrojov, ktoré sú navrhnuté tak, aby vám pomohli začať s Arduino Uno a ATmega328P, ktoré používa. Skôr než začnete s ďalším projektom mikrokontroléra, oplatí sa stráviť čas učením sa o tomto hardvéri, aby ste si urobili predstavu o obmedzeniach a výzvach, ktorým môžete na ceste čeliť.
