تصویر مائکروکونٹرولر کے ساتھ شروع کرنا: تصویر اور ایم پیلاکس کا تعارف

1980 میں ، انٹیل نے ہارورڈ آرکیٹیکچر 8051 کے ساتھ پہلا مائکروکانٹرولر (8051) تیار کیا اور اس کے بعد سے مائکروکونٹرولرز نے الیکٹرانکس اور ایمبیڈڈ انڈسٹری میں انقلاب برپا کیا۔ اور وقت گزرنے کے ساتھ تکنیکی ترقی کے ساتھ ، اب ہمارے پاس AVR ، PIC ، ARM جیسے بہت زیادہ موثر اور کم طاقت والے مائکروکانٹرولر ہیں ۔ یہ مائکروکانٹرولر زیادہ قابل اور استعمال میں آسان ہیں ، جدید ترین مواصلات پروٹوکول رکھنے جیسے یو ایس بی ، آئی 2 سی ، ایس پی آئی ، کین وغیرہ حتی کہ ایردوینو اور راسبیری پائی نے مائکروکانٹرولرز کی طرف نقطہ نظر کو مکمل طور پر تبدیل کردیا ہے ، اور راسبیری پِی صرف مائکروقانونی نہیں ہے بلکہ اس میں پوری طرح سے ہے۔ اندر کمپیوٹر.

یہ ابھی تک آنے والے ٹیوٹوریلس کی سیریز کا پہلا حصہ ہوگا ، جو آپ کو پی آئی سی مائکروکنٹرولر سیکھنے میں مدد فراہم کرے گا ۔ اگر آپ الیکٹرانکس کے پس منظر سے ہیں اور آپ ہمیشہ کچھ مائکرو قابو پانے والوں کو سیکھنے کے ساتھ شروع کرنا چاہتے ہیں اور اپنے آپ کو کوڈنگ اور عمارت سازی کی دنیا میں جانا چاہتے ہیں ، تو سبق آموز کا یہ سلسلہ شروع کرنے کے لئے آپ کا پہلا قدم ہوگا۔

مائکرو قابو پانے والے پروجیکٹس کے ساتھ شروع کرنے کے لئے پی آئی سی مائکروکانٹرولر بہت آسان انتخاب ہے ، کیوں کہ اس میں عمدہ سپورٹ فورم موجود ہیں اور آپ کے سبھی جدید مائکرو قابو پانے والے افراد کی تعمیر کے ل a ایک مضبوط اڈے کے طور پر کام کریں گے جو آپ کو سیکھنے کے لئے ابھی باقی نہیں ہیں۔

یہ سبق مطلق یا انٹرمیڈیٹ لرنرز کے لئے بنائے گئے ہیں ۔ ہم نے جدید ترین منصوبوں کے ساتھ شروع کرنے کا منصوبہ بنایا ہے۔ ہم توقع کرتے ہیں کہ سیکھنے والوں سے کوئی ضروری شرط نہیں ہے کیونکہ ہم یہاں ہر سطح سے آپ کی مدد کرنے کے لئے حاضر ہیں۔ ہر ٹیوٹوریل میں نظریاتی وضاحت اور نقالی ہوگی جس کے بعد ہینڈ آن ٹیوٹوریل ہوگا۔ ان سبق میں کوئی ترقیاتی بورڈ شامل نہیں ہوگا ، ہم پرف بورڈ کا استعمال کرکے اپنے سرکٹس بنائیں گے۔ لہذا تیار کریں ، اور مائیکروکنٹرولرز کے ساتھ آپ کو بڑھانے کے لئے ہر ہفتے کچھ وقت نکالیں۔

آئیے ہم اگلے ٹیوٹوریل پر چلانے کے لئے PIC مائکروکینٹرولرز اور کچھ سافٹ ویئر سیٹ اپ پر ایک سادہ تعارف کے ساتھ شروعات کرتے ہیں ۔ MPLAX ، XC8 ، پروٹیوس اور PICkit 3 پروگرامر کا ایک فوری ان باکسنگ انسٹال اور سیٹ اپ کرنے کے لئے ویڈیو کو آخر میں چیک کریں ۔

پی آئی سی مائکروکونٹرولر فن تعمیر اور درخواستیں:

پی آئی سی مائکروکینٹرولر کو 1993 میں مائکروچپ ٹیکنالوجیز نے متعارف کرایا تھا ۔ اصل میں یہ پی آئی سی پی ڈی پی (پروگرامڈ ڈیٹا پروسیسر) کمپیوٹرز کا حصہ بننے کے لئے تیار کی گئی تھی اور کمپیوٹر کے ہر پردیی آلات کو اس پی آئی سی مائکروکانٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے انٹرفیس کیا گیا تھا۔ لہذا پی آئی سی کو اس کا نام پیریفرل انٹرفیس کنٹرولر کا نام ملتا ہے ۔ بعد میں مائکروچپ نے پی آئی سی سیریز کی بہت سی آئی سی تیار کی ہے جسے کسی بھی چھوٹے ایپلی کیشن کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے جیسے لائٹنگ ایپلی کیشن تک ایڈوانس تک۔

ہر مائکروکنٹرولر کو کسی نہ کسی فن تعمیر کے گرد تعمیر کرنا ہوتا ہے ، سب سے مشہور نوعیت کا فن تعمیر ہارورڈ فن تعمیر ہے ، ہماری PIC اس فن تعمیر پر مبنی ہے کیونکہ یہ کلاسک 8051 کنبے سے تعلق رکھتی ہے۔ آئیے PIC کے ہارورڈ فن تعمیر کے بارے میں ایک چھوٹی سی تعارف حاصل کرتے ہیں ۔

PIC16F877A مذکور Microcontroller ایک inbuilt CPU، I / O بندرگاہوں، میموری تنظیم، A / D کنورٹر، ٹائمر / کاؤنٹر، مداخلت، سیریل مواصلات، oscillator کے اور سی سی پی ماڈیول beginners کے ساتھ شروع کرنے کے لئے کرتا ہے آایسی ایک طاقتور microcontroller کی جمع کرنے کے لئے ہے جس پر مشتمل ہے. پی آئی سی آرکیٹیکچر کا عمومی بلاک ڈایاگرام نیچے دکھایا گیا ہے

سی پی یو (سنٹرل پروسیسنگ یونٹ):

مائکرو قابو پانے والے کے پاس ریاضی کی کارروائیوں ، منطقی فیصلوں اور میموری سے متعلق آپریشن انجام دینے کے لئے ایک سی پی یو ہے۔ سی پی یو کو رام اور مائکروکینٹرلر کے دیگر اجزاء کے مابین ہم آہنگی کرنا ہوگی۔

اس میں ایک ALU (ریاضیاتی منطق یونٹ) ہوتا ہے ، جس کا استعمال کرتے ہوئے یہ ریاضی کے عمل اور منطقی فیصلے انجام دیتا ہے۔ ہدایات پر عمل درآمد ہونے کے بعد ذخیرہ کرنے کے لئے ایک MU (میموری یونٹ) بھی موجود ہے۔ یہ ایم یو ہمارے ایم سی کے پروگرام سائز کا فیصلہ کرتا ہے۔ اس میں ایک سی یو (کنٹرول یونٹ) بھی شامل ہے جو سی پی یو اور مائکروکانٹرولر کے دیگر دائرہ کاروں کے مابین مواصلاتی بس کا کام کرتا ہے۔ یہ مخصوص رجسٹروں میں کارروائی کے بعد اعداد و شمار کی بازیافت میں مدد کرتا ہے۔

رینڈم ایکسیس میموری (رام):

رینڈم ایکسیس میموری ہے جو ہمارے مائکروکینٹرولر کی رفتار کا فیصلہ کرتی ہے۔ رام اس میں رجسٹر بینکوں پر مشتمل ہوتا ہے ، جن میں سے ہر ایک کو ایک خاص کام سونپا جاتا ہے۔ مجموعی طور پر انھیں دو قسموں میں درجہ بندی کیا جاسکتا ہے:

• جنرل مقصد رجسٹر (جی پی آر)
• خصوصی فنکشن رجسٹر (SFR)

جیسا کہ نام سے پتہ چلتا ہے کہ جی پی آر کو عام رجسٹر افعال جیسے استعمال ، گھٹائو وغیرہ کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ کام 8 بٹ کے اندر محدود ہیں۔ جی پی آر کے تحت تمام رجسٹر صارف تحریری اور قابل پڑھنے کے قابل ہیں۔ ان کے اپنے کام نہیں ہوتے جب تک کہ یہ سافٹ ویئر کی وضاحت نہ ہو۔

اگرچہ SFR پیچیدہ خصوصی کام انجام دینے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جس میں کچھ 16 بٹ ہینڈلنگ بھی شامل ہے ، ان کے رجسٹر صرف (R) پڑھ سکتے ہیں اور ہم ان کو کچھ بھی نہیں لکھ سکتے ہیں۔ لہذا یہ رجسٹر انجام دینے کے لئے ایک وضاحتی کام انجام دیتے ہیں ، جو مینوفیکچرنگ کے وقت طے ہوتے ہیں اور وہ صرف نتیجہ ہمارے سامنے آتے ہیں ، جس کا استعمال کرتے ہوئے ہم کچھ متعلقہ کام انجام دے سکتے ہیں۔

صرف میموری پڑھیں (ROM):

صرف پڑھنے کی یادداشت وہ جگہ ہے جہاں ہمارا پروگرام اسٹور ہوجاتا ہے۔ اس سے ہمارے پروگرام کا زیادہ سے زیادہ سائز طے ہوتا ہے۔ لہذا اسے پروگرام میموری بھی کہا جاتا ہے ۔ جب ایم سی یو کام کر رہا ہے تو ، ہر انسٹرکشن سائیکل کے مطابق روم میں ذخیرہ شدہ پروگرام پر عمل درآمد کیا جاتا ہے۔ یہ میموری یونٹ صرف PIC پروگرامنگ کے وقت استعمال کیا جاسکتا ہے ، عمل درآمد کے دوران یہ صرف پڑھنے والی میموری بن جاتی ہے۔

برقی طور پر ختم کرنے کے قابل پروگرام لائق صرف پڑھنے والی میموری (EEPROM):

EEPROM میموری یونٹ کی ایک اور قسم ہے۔ اس میموری میں یونٹ اقدار کو پروگرام کے عمل کے دوران محفوظ کیا جاسکتا ہے۔ یہاں ذخیرہ شدہ اقدار صرف برقی طور پر صاف کرنے کی قابل ہیں جس کی وجہ سے یہ اقدار پی آئی سی میں برقرار رکھی جاسکتی ہیں یہاں تک کہ آئی سی کو بند کردیا جاتا ہے۔ ان پر عملدرآمد شدہ اقدار کو ذخیرہ کرنے کے لئے چھوٹی میموری کی جگہ کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ تاہم ، KB کی باری میں میموری کی جگہ بہت کم ہوگی۔

فلیش میموری :

فلیش میموری بھی قابل عمل ریڈ صرف میموری (پی او آر) ہے جس میں ہم ہزاروں بار پروگرام کو پڑھ ، تحریر اور مٹ سکتے ہیں۔ عام طور پر ، پی آئی سی مائکروقابو کنٹرولر اس قسم کا ROM استعمال کرتا ہے۔

I / O بندرگاہیں

• ہمارا PIC16F877A پانچ بندرگاہوں پر مشتمل ہے یعنی پورٹ A ، پورٹ B ، پورٹ سی ، پورٹ D اور پورٹ E۔
• پانچوں پورٹس میں سے صرف پورٹ اے 16 بٹ ہے ، اور پورٹ ای 3 بٹ ہے۔ باقی پورٹس 8 بٹ ہیں۔
• ان پورٹس پر موجود پنوں کو TRIS رجسٹر ترتیب پر مبنی ان پٹ یا آؤٹ پٹ کے بطور استعمال کیا جاسکتا ہے۔
• I / O کارروائیوں کو انجام دینے کے علاوہ پنوں کو خصوصی کاموں جیسے SPI ، انٹراپٹ ، PWM وغیرہ کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔

بس:

بس کی اصطلاح صرف تاروں کا ایک جتھا ہے جو ان پٹ یا آؤٹ پٹ ڈیوائس کو سی پی یو اور رام سے جوڑتی ہے۔

ڈیٹا بس کا استعمال ڈیٹا کی منتقلی یا وصول کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔

ایڈریس بس کا استعمال میموری کے پتے کو پییرفیرلز سے سی پی یو میں منتقل کرنے کے لئے کیا جاتا ہے۔ I / O پنوں کو بیرونی خلیوں کو انٹرفیس کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ UART اور USART دونوں سیریل مواصلات پروٹوکول GSM ، GPS ، بلوٹوتھ ، IR ، وغیرہ جیسے سیریل ڈیوائسز کی مداخلت کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔

ہمارے سبق کے لئے PIC مائکروقابو کنٹرولر کا انتخاب:

مائکروچپ کمپنی کے پی آئی سی مائکروکنٹرولر 4 بڑے کنبوں میں تقسیم ہیں۔ ہر خاندان میں متعدد اجزا ہوتے ہیں جو بلٹ میں خصوصی خصوصیات مہیا کرتے ہیں۔

1. پہلا کنبہ ، PIC10 (10FXXX) - جسے لو اینڈ کہا جاتا ہے۔
2. دوسرا خاندان ، PIC12 (PIC12FXXX) - کو درمیانے درجے کا کہا جاتا ہے۔
3. تیسرا خاندان PIC16 (16FXXX) ہے۔
4. چوتھا کنبہ PIC 17/18 (18FXXX) ہے

چونکہ ہم پی آئی سی کے بارے میں جاننا شروع کر رہے ہیں ، آئیے ہم ایک ایسی آئی سی منتخب کریں جس کا استعمال اور استعمال عالمی طور پر دستیاب ہو۔ یہ آئی سی 16 ایف فیملی سے تعلق رکھتا ہے آئی سی کا حصہ نمبر PIC16F877A ہے۔ پہلے ٹیوٹوریل سے آخر تک ہم ایک ہی آئی سی استعمال کریں گے کیونکہ یہ آئی سی تمام جدید خصوصیات جیسی ایس پی آئی ، آئی 2 سی ، اور یو آر ٹی وغیرہ سے لیس ہے لیکن اگر آپ کو ان میں سے کوئی چیز اب نہیں ملتی ہے تو یہ بالکل ٹھیک ہے ، ہم کریں گے ہر سبق کے ذریعہ ترقی حاصل کریں اور آخر میں مذکورہ بالا تمام خصوصیات کا استعمال کریں۔

ایک بار جب آئی سی منتخب ہوجائے تو ، آئی سی کی ڈیٹاشیٹ کو پڑھنا انتہائی ضروری ہے۔ جو بھی تصور ہم آزمانے جارہے ہیں اس میں یہ پہلا قدم ہونا چاہئے۔ اب چونکہ ہم نے یہ PIC16F877A منتخب کیا ہے اس کو ڈیٹاشیٹ میں اس آئی سی کی تصریح کے ذریعہ پڑھنے دیتا ہے۔

پیریفرل فیچر میں ، اس کا تذکرہ کیا گیا ہے کہ اس میں 3 ٹائمر ہیں ، جن میں سے 8 بٹ اور ایک 16 بٹ پرسکلر ہے۔ یہ ٹائمر ہمارے پروگرام میں ٹائمنگ فنکشنز بنانے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ انہیں کاؤنٹر کے طور پر بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔ یہ بھی ظاہر کرتا ہے کہ اس میں سی سی پی (کیپچر موازنہ اور پی ڈبلیو ایم) کے اختیارات موجود ہیں ، جو ہمیں پی ڈبلیو ایم سگنل پیدا کرنے اور آنے والے تعدد سگنل کو پڑھنے میں مدد کرتا ہے۔ بیرونی آلہ کے ساتھ بات چیت کے ل it ، اس میں ایس پی آئی ، آئی 2 سی ، پی ایس پی اور یو ایس آر ٹی ہے ۔ حفاظت کے مقصد کے لئے یہ براؤن آؤٹ ریسیٹ (بی او آر) سے لیس ہے ، جو پروگرام کو دوبارہ ترتیب دینے میں معاون ہے۔

ینالاگ خصوصیات ، اشارہ کرتا ہے کہ آئی سی میں 10 بٹ 8 چینل ADC ہے ۔ اس کا مطلب ہے ، ہمارا آئی سی 10 بٹ کی ریزولوشن کے ساتھ اینالاگ قدروں کو ڈیجیٹل میں تبدیل کرسکتا ہے ، اور ان کو پڑھنے کے لئے 8 ینالاگ پن ہیں۔ ہمارے پاس دو داخلی موازنہ بھی ہیں جو آنے والے وولٹیج کا براہ راست سوفٹویئر کے ذریعے پڑھے بغیر موازنہ کرنے کے لئے استعمال ہوسکتے ہیں۔

مائکروقانتولر کی خصوصی خصوصیات ، اس کی نشاندہی کرتی ہے کہ اس میں 100،000 مٹانا / تحریری سائیکل ہے ، اس کا مطلب ہے کہ آپ اسے تقریبا 100 100،000 مرتبہ پروگرام کرسکتے ہیں۔ سرکٹری سیریل پروگرامنگ ™ (ICSP ™) ، PICKIT3 کا استعمال کرکے براہ راست آئی سی کو پروگرام کرنے میں ہماری مدد کرتا ہے ۔ ڈیبگنگ سرکٹری ڈیبگ (ICD) کے ذریعے کی جاسکتی ہے ۔ سیکیورٹی کی ایک اور خصوصیت واچ ڈاگ ٹائمر (WDT) ہے ، جو ایک خود قابل اعتماد ٹائمر ہے جو ضرورت پڑنے پر پورے پروگرام کو دوبارہ مرتب کرتی ہے۔

نیچے کی تصویر ہمارے PIC16F877A IC کی پن آؤٹ کی نمائندگی کرتی ہے ۔ یہ تصویر ہر پن کو اس کے نام اور اس کی دیگر خصوصیات کے خلاف ظاہر کرتی ہے۔ یہ ڈیٹاشیٹ میں بھی پایا جاسکتا ہے۔ اس تصویر کو ہاتھ میں رکھیں کیونکہ یہ ہمارے ہارڈ ویئر کے کاموں کے دوران ہماری مدد کرے گا۔

ہمارے سبق کے لئے سافٹ ویئر کا انتخاب:

مارکیٹ میں دستیاب سافٹ ویئر کے مختلف سافٹ ویئر کے ساتھ پی آئی سی مائکروکونٹرولر پروگرام کیا جاسکتا ہے۔ ایسے لوگ ہیں جو PIC MCUs کے پروگرام کرنے کے لئے اسمبلی زبان کا استعمال کرتے ہیں۔ اپنے سبق کے لئے ہم نے انتہائی جدید سافٹ ویئر اور مرتب کا انتخاب کیا ہے جو خود مائکروچپ نے تیار کیا ہے۔

پی آئی سی مائکروکانٹرولر پروگرام کرنے کے لئے ہمیں ایک IDE (انٹیگریٹڈ ڈویلپمنٹ ماحولیات) کی ضرورت ہوگی ، جہاں پروگرامنگ ہوتی ہے۔ ایک مرتب ، جہاں ہمارا پروگرام MCU پڑھنے کے قابل فارم میں تبدیل ہوجاتا ہے جسے HEX فائلیں کہتے ہیں۔ ایک IPE (انٹیگریٹڈ پروگرامنگ ماحولیات) ، جو ہماری ہیکس فائل کو ہمارے PIC MCUs میں پھینکنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

IDE: MPLABX v3.35

آئی پی ای: ایم پی ایل بی آئی پی ای v3.35

مرتب: XC8

مائکروچپ نے یہ تینوں سافٹ ویئر مفت میں دئے ہیں۔ انہیں براہ راست اپنے آفیشل پیج سے ڈاؤن لوڈ کیا جاسکتا ہے۔ میں نے آپ کی سہولت کے ل link لنک بھی فراہم کیا ہے۔ ایک بار ڈاؤن لوڈ کرنے کے بعد انہیں اپنے کمپیوٹر پر انسٹال کریں۔ اگر آپ کو ایسا کرنے میں کوئی پریشانی ہو تو آپ آخر میں دی گئی ویڈیو دیکھ سکتے ہیں ۔

تخروپن کے مقصد کے لئے ہم نے پروٹیوس 8 نامی سافٹ ویئر استعمال کیا ہے جو لیبسنٹر کے ذریعہ فراہم کیا گیا ہے۔ اس سافٹ ویئر کو ایم پی ایل ایکس ایکس کا استعمال کرکے تیار کردہ ہمارے کوڈ کی نقالی کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ ایک مفت مظاہرہ سافٹ ویئر ہے جسے لنک کے ذریعے ان کے سرکاری صفحے سے ڈاؤن لوڈ کیا جاسکتا ہے۔

ہارڈ ویئر کے ساتھ تیار رہنا:

ہمارے سبھی سبق ہارڈ ویئر کے ساتھ ختم ہوں گے۔ ممکنہ طور پر پی آئی سی سیکھنے کے ل hardware یہ ہمیشہ ہمارے کوڈز اور سرکٹس کو ہارڈ ویئر سے جانچنے کی سفارش کی جاتی ہے ، کیونکہ نقلی کی وشوسنییتا بہت کم ہے۔ کوڈ جو تخروپن سافٹ ویئر پر کام کرتے ہیں ، شاید آپ کے ہارڈ ویئر پر توقع کے مطابق کام نہیں کریں گے۔ لہذا ہم اپنے کوڈز کو پھینکنے کے ل Perf کسی پرفٹ بورڈ پر اپنی سرکٹس بنائیں گے۔

ڈمپ یا PIC میں ہماری کوڈ کو اپ لوڈ کرنے کے لئے، ہم نے کی ضرورت ہو گی PICkit 3. PICkit 3 پروگرامر / ٹھیک کرنے والا کھولتا ایک PC MPLAB IDE چلانے (v8.20 یا اس سے زیادہ) سافٹ ویئر کی طرف سے کنٹرول کیا جاتا ہے کہ ایک سادہ، کم لاگت میں سرکٹ ٹھیک کرنے والا کھولتا ہے ونڈوز پلیٹ فارم۔ PICkit 3 پروگرامر / ٹھیک کرنے والا کھولتا ترقی انجینئر کے آلے کے سوٹ کا ایک لازمی حصہ ہے. اس کے علاوہ ہمیں دوسرے ہارڈویئرز کی بھی ضرورت ہوگی جیسے پرفورڈ بورڈ ، سولڈرنگ اسٹیشن ، پی آئی سی آئی سی ، کرسٹل آسکیلیٹر ، کیپسیٹرز وغیرہ۔ لیکن ہم اپنے سبق کے ذریعہ ترقی کرتے وقت انہیں اپنی فہرست میں شامل کریں گے۔

میں ایمزون سے اپنا PICkit 3 لایا ہوں ، اس کی ان باکسنگ ویڈیو نیچے دی گئی ویڈیو میں مل سکتی ہے۔ PICKIT3 کا لنک بھی فراہم کیا گیا ہے۔ قیمت تھوڑی زیادہ ہوسکتی ہے لیکن مجھ پر بھروسہ کریں یہ سرمایہ کاری کے قابل ہے۔