اموزش تنظیم فیوزبیت‌ های AVR همه چیز درباره کلاک Watchdog Timer و Brown out Detection

اموزش تنظیم فیوزبیت‌ های AVR همه چیز درباره کلاک Watchdog Timer و Brown out Detection ، میکروکنترلرهای AVR با انعطاف‌پذیری بالا و قابلیت‌های متنوع، در بسیاری از پروژه‌های الکترونیکی و صنعتی استفاده می‌شوند. یکی از ویژگی‌های قدرتمند این میکروکنترلرها تنظیمات فیوزبیت‌ها است که امکانات پیشرفته‌ای مانند انتخاب منبع کلاک، فعال یا غیرفعال کردن Watchdog Timer و Brown-out Detection را فراهم می‌کند. در این مقاله به صورت جامع به فیوزبیت‌ها، کاربردهای آن‌ها، نحوه تنظیم و چند مثال عملی پرداخته خواهد شد.

فیوزبیت‌ها چیستند؟

فیوزبیت‌ها (Fuse Bits) تنظیماتی دائمی در میکروکنترلرهای AVR هستند که قبل از اجرا برنامه در حافظه FLASH تنظیم می‌شوند و مشخص می‌کنند که میکروکنترلر چگونه کار کند. این بیت‌ها را نمی‌توان هنگام اجرای برنامه تغییر داد و باید با دقت تنظیم شوند.

انواع فیوزبیت‌ها

هر میکروکنترلر AVR دارای چند مجموعه فیوزبیت است که به صورت زیر دسته‌بندی می‌شوند:

1. فیوز پایین (Low Fuse): تنظیماتی برای کلاک و تقسیم‌کننده‌های اولیه.
2. فیوز بالا (High Fuse): شامل تنظیماتی مانند Boot Reset و حفاظت از حافظه.
3. فیوز الحاقی (Extended Fuse): برای تنظیمات اضافی مانند Brown-out Detection.

ویژگی‌های کلیدی فیوزبیت‌ها

• انتخاب منابع کلاک (Clock Sources): شامل کلاک داخلی RC، کریستال خارجی، یا کلاک خارجی.
• فعال‌سازی Watchdog Timer: برای ریکاوری خودکار سیستم در هنگام خطا.
• حفاظت Brown-out: برای جلوگیری از خطا در ولتاژهای پایین.
• قفل برنامه (Lock Bits): جلوگیری از خواندن یا نوشتن مجدد روی حافظه FLASH.

ابزارها و نرم‌افزارهای مورد نیاز

برای تنظیم فیوزبیت‌ها، ابزارها و نرم‌افزارهای زیر نیاز است:

1. برنامه‌ریز AVR (Programmer):
   • AVRISP، USBasp، یا STK500.
2. نرم‌افزار تنظیمات فیوزبیت:
   • Atmel Studio، avrdude، یا نرم‌افزارهای گرافیکی مانند eXtreme Burner.

نحوه کار با فیوزبیت‌ها

1. مطالعه دیتاشیت میکروکنترلر

قبل از هر تنظیمی، دیتاشیت میکروکنترلر خود را بررسی کنید. به عنوان مثال، برای ATmega328P، بیت‌های فیوزبیت به شکل زیر هستند:

• CKSEL: انتخاب منبع کلاک.
• WDTON: فعال/غیرفعال کردن Watchdog Timer.
• BODLEVEL: تنظیم سطح ولتاژ Brown-out Detection.

2. انتخاب ابزار مناسب

یک برنامه‌ریز مانند USBasp را به کامپیوتر متصل کرده و میکروکنترلر را در مدار قرار دهید.

3. تنظیم فیوزبیت‌ها

با استفاده از نرم‌افزار (مانند avrdude یا Atmel Studio)، فیوزبیت‌ها را تنظیم کنید. مثال:

avrdude -c usbasp -p atmega328p -U lfuse:w:0x62:m -U hfuse:w:0xD9:m

مثال‌های عملی

مثال 1: تنظیم کلاک داخلی و غیرفعال کردن Watchdog Timer

هدف: استفاده از کلاک داخلی 8 مگاهرتز و غیرفعال کردن Watchdog Timer.

1. Low Fuse: 0xE2
2. High Fuse: 0xD9
3. دستور avrdude:

avrdude -c usbasp -p atmega328p -U lfuse:w:0xE2:m -U hfuse:w:0xD9:m

مثال 2: فعال‌سازی Brown-out Detection روی 2.7 ولت

هدف: Brown-out Detection در سطح 2.7 ولت برای حفاظت از برنامه.

1. Extended Fuse: 0xFD
2. دستور avrdude:

avrdude -c usbasp -p atmega328p -U efuse:w:0xFD:m

مثال 3: استفاده از کریستال خارجی 16 مگاهرتز

هدف: تنظیم میکروکنترلر برای استفاده از کریستال خارجی.

1. Low Fuse: 0xFF (انتخاب کلاک کریستال).
2. High Fuse: 0xD9 (پیش‌فرض).
3. دستور:

avrdude -c usbasp -p atmega328p -U lfuse:w:0xFF:m

نکات حیاتی

1. تهیه نسخه پشتیبان: همیشه قبل از تغییر فیوزبیت‌ها، مقادیر فعلی را یادداشت کنید.
2. مراقبت از قفل میکروکنترلر: برخی تنظیمات اشتباه (مانند غیرفعال کردن پین RESET) می‌توانند باعث قفل شدن میکروکنترلر شوند.
3. استفاده از شبیه‌سازها: قبل از اعمال تغییرات روی سخت‌افزار واقعی، از شبیه‌سازهای نرم‌افزاری مانند Proteus استفاده کنید.

سخن پایانی

تنظیم فیوزبیت‌ها در AVR از موضوعات حساس و مهم در طراحی سیستم‌های مبتنی بر میکروکنترلر است. با تسلط بر نحوه عملکرد فیوزبیت‌ها و استفاده از ابزارهای مناسب، می‌توانید عملکرد میکروکنترلر را بهینه کرده و به نیازهای خاص پروژه خود پاسخ دهید. همیشه تنظیمات را با دقت انجام داده و از دیتاشیت میکروکنترلر برای صحت کار استفاده کنید.

اموزش تنظیم فیوزبیت‌ های AVR همه چیز درباره کلاک Watchdog Timer و Brown out Detection

مطلب پیشنهادی

مقایسه میکروکنترلر های AVR با PIC ، ARM و MSP430 کدام بهتر است؟

آموزش کامل برنامه‌ نویسی ساختار یافته با میکروکنترلر AVR و زبان C