معظم الهوات والشغوفين والباحثين عن الأفكار الجديدة يضطرون إلى البحث عن بطاقات مبرمجة وبرمجية من أجل التعامل بسهولة مع المتحكمات الإليكترونية. هذا بسبب أنهم لا يعرفون أنه من السهل جدا بناء بطاقاتهم البرمجية والمبرجمة بسهولة. أغلب المتحكمات الذائعة الصيت هي من صنف PIC و AVR. نريد أن نريك في هذا المقال كيف يمكنك صنع مبرمجات خاصة بك لكليهما.

إن كل ما تحتاجه لصنع مبرمجة لوحدك هي الثلاث الأشياء الرئيسية التالية:

1. متحكم (ميكروكنترولور)

2. مكثف مزدوج (decoupling capacitor) وغالبا ما يكون مكثف من السيراميك سعته هي 0.1uF.

3. متذبذب كرسيتالي ومكثفين (ثانوي).

وإذا كنت تريد تحويل شيفراتك البرمجية إلى قلب المتحكم كما هو الشأن بالنسبة لبطاقة اردوينو مثلا، فستحتاج إلى بعض المركبات الإضافية البسيطة من مقاومات كهربائية وموصلات.

البطاقة المبرمجة تختلف عن البطاقة البرمجية فيما يلي:

البطاقة المبرمجة: نفترص أنك حصلت على ميكروكنترولر. كيف ستبرمجه؟ أو كيف ستدخل فيه برنامجا قمت بإنجازه؟ ستحتاج في هذه الحالة لبطاقة اليكترونية تصلها بالحاسوب لتقوم بتحويل البرنامج إلى الميكروكنترولر. هذه البطاقة تسمى بالبطاقة المبرمجة أو المبرمج.

البطاقة البرمجية: هي امتداد للميكروكنترولر. بمعنى آخر أنها تسهل عليك التعامل مع الميكروكنترولر عندما تريد أن تركبه في جهاز ما. وتساعدك أيضا على برمجته. أي أنها تضم أيضا مهام البطاقة المبرمجة.

هذه الدارة البسيطة هي لمبرمجة المتحكم AVR، وكما ترى أنه شارحة لنفسها بنفسها.

يمكن أن ترى تموضع المكثف المزدوج 0.1uF على اليمين الذي يجب أن يكون موصعه أقرب ما يكون من مربطي المتحكم.

وأيضا نجد عندنا المتذبذب الكريستالي الذي قد يكون ثانويا لأن المتحكم له واحد داخلي.

ثم يأتي المنفذ ISP على اليسار والذي يمكننا من برمجة المتحكم.

المركب الرابع المهم أيضا هو المقاومة 10k التي تعتبر مقاومة سحب (تسمى بالإنجليزية pull-up resistor وبالفرنسية resistance de tirage) حيث توضع في هذا الموضع من أجل تمكين مبرمجة خارجية من تحويل شيفرة مبرمجة إلى قلب المتحكم عن طريق تشغيل مربط المتحكم (RESET) المرتبط بهذه المقاومة الذي يجب أن يكون تياره منخفضا عند هذه العملية.

وايضا يمكنك استعمال المرابط MISO و MOSI و SCK من أجل أشياء أخرى غير برمجة المتحكم، ولعلك تلتحظ أنه من المستحسن إضافة مقاومات كهربائية 4.7kohm فيها.

والمعلومات الخاصة بالموصلات المتعلقة بالمتحكم AVR تجدها في الجدول جانبه.

تجد أن الموصلين المرسومين في اليسار تأتي مع المتحكمات AVR الأكثر شيوعا AVRISP mkII.

بينما الموصل المرسوم في اليمين هي المرابط التي استعملها أنا خصيصا لمشاريعي، لماذا؟ لأنه أسهل بكثير أن نستعمل موصلا بعمود واحد عوضا الذي بعمودين كما في اليمين.

بالنسبة للدارة المتعلقة بصنع مبرمجات المتحكمات PIC فهي التي تراها على اليسار.

تتم برمجة المتحكم PIC من خلال الرأس ICSP الذي يحتاج أن يوصل بثلاث مرابط للمتحكم فقط بينما نجد أربع في الدارة السابقة.

تحتاج المتحكمات جهدا كهربائيا قيمته 12 إلى 13 فولط للبرمجة وبالتالي فإن لك خياران في وضع إما صمام ثنائي شوتكي أو مقاومة 10k بين المربط MCLR والدارة العلوية المسماة دارة المكثف والمقاومة.

أحيانا قد تلجأ لحذف دارة المكثف والمقاومة وتستعمل مقاومة 10k مباشرة مع المربط MCLR. ويمكنك القراءة عن هذا الأمر في الملف System Supervisors in ICSP Architecture و  PICKIT 2.

أما الشكل جانبه فهو يمثل الموصل ICSP للمبرمجة PICKIT 2.

تعتبر المبرمجتين PICKIT II و PICKIT III رخيصتي الصنع ولها زيادة في الإمكانيات مقارنة مع المبرمجات الأخريات كالوسيلة UART التي تمكنك من التواصل مع المتحكم أو أي جهاز آخر باستعمال البروتروكول المتتالي UART.

يمكنك أن تجد معلومات أكثر عن المبرمجتين في PICKIT 2 و PICKIT 3.

ليست الملفات التالية مهمة لصنع شيء هنا ولكن لإعطاءك معلومات كمراجع فقط. إذن يمكنك أن تتجاوز هذه الفقرة.

AVR042 AVR Hardware Design Considerations (.pdf)

AN820 System Supervisors in ICSP Architectures (.pdf)

AVRISP mkII User Guide (.pdf)

PICKIT 2 User Manual (.pdf)

PICKIT 3 User Manual (.pdf)

ATmega8 Datasheet (.pdf)

ATmega32A Datasheet (.pdf)

PIC16F630 Datasheet (.pdf)

PIC16F88x Datasheet (.pdf)