15-MARUZA
Mavzu: Arduino PLATFORMASI
Reja:
15.1.Arduino arxitekturasining konsepsiyasi.
15.2. Arduino oilasining platalari.
Tayanch iboralar:
Arduino arxitekturasi, kengaytirish platasi,
dasturlash tili,
yaratish va sozlash muhiti, Leonardo
– Atmega32U4, UNO,
Duemilanove –
Atmega168,
Multiyadroli ARM-protsessorlar.
15.1.Arduino arxitekturasining konsepsiyasi
Mikrokontrollerlarni oddiy kompyuter kabi ishlatish xoxishi ularni paydo
bo‘lganda hosil bo‘lgan. Lekin bu xoxishni ko‘p omillar ushlab turgan edi.
Mikrokontrollerda qurilma yeg‘ish uchun sxemotexnika asoslarini, aniq bir
protsessor qurilmalarini va ishlashini, assemblerda dasturlashni bilishi va elektron
texnikani ishlab chiqishni bilishi zarur bo‘lgan. Shuningdek dasturlash qurilmasi
(programmator), sozlovchi va boshqa yordamchi qurilmalar bo‘lishi kerak bo‘lgan.
Natijada katta xajimdagi bilim va qimmat baxo qurilmalarsiz loyihani amalga
oshirib bo‘lmaydi. Bundek holat uzoq vaqtgachan ko‘p xavoskorlarga
mikrokontrollerni o‘z loyihalarida ishlatishga imkon bermadi. Hozirda,
210
mikrokontrollerlar bilan ishlashda jiddiy harajatlarsiz va ko‘p fanlardagi bilimlarni
o‘zlashtirmasdan ishlashga imkon beruvchi qurilmalarni yaratilishi, vaziyatni
o‘zgartirib yubordi. Bundek qurilmaga Arduino loyihasi misol bo‘la oladi.
Arduino platformasi – to‘xtovsiz jadallik bilan rivojlanayotgan yo‘nalishga
misollardan biri bo‘la oladi, unda nafaqat asos platalar va yana uning vazifasini
kengaytirish platalarini ham taklif etilgan. Platforma tarkibida o‘rnatiladigan
yechimlarni yaratish uchun to‘liq majmua vositalari mavjut: dasturlash tili, yaratish
va sozlash muhiti (IDE – integrated development environment) va mikrokontroller
platasi [17].
Arduino to‘plamini tegishli mikrokontrollerda sozlovchi sifatida ishlatish
mumkin, elektron maxsulot tarkibida ham modul ko‘rinishida ishlatish mumkinligi
bilan foydalidir. Arduino ni ochiq platformaligi, o‘lchamlarini kichikligi,
buyurtmachilarning keng doirasi olishi mumkinligi uni ko‘pchilik muxandislik
masalalarini hal qilish uchun tatbiq etishga imkon beradi. Shuning uchun bu
platforma kichik, o‘rta va katta korxona bo‘limlariga, ITI xodimlariga, dizayn-
markazlariga,
elektronika,
avtomatika,
robototexnika,
Internet
narsalar,
sxemotexnikalarning turli sohalari startaplariga foydalidir.
Arduino va uning rivojlantirilgan versiyalari tayyor elektron blokdan va
dasturiy ta’minot to‘plamidan iborat. Elektron blok – bu mikrokontroller va uni
ishlashini ta’minlash uchun kerak bo‘lgan minimum elementlar o‘rnatilgan bosma
plata. Aslida Arduino elektron bloki zamonaviy kompyuterni ona platasining
o‘xshashidir (analogi) – unda tashqi qurilmalarni ulashga mo‘ljallangan raz’emlar,
shuningdek kompyuter bilan ulanish uchun ra’zemar mavjut, ular orqali
mikrokontrollerni dasturlash amalga oshiriladi. Firmalar ishlab chiqarayotgan
mikrokontrollerlarning ishlatilish xususiyati shundan iboratki, ularni mahsus
dasturlovchilarni ishlatmasdan dasturlashni amalga oshirish imkoniyati mavjut.
Yangi elektron qurilmani yaratish uchun kerak bo‘ladigan barcha narsa – bu
Arduino platasi, aloqa kabeli va kompyuter.
Boshqarish dasturlarini yaratish uchun dasturiy ta’minotining mavjutligi
Arduino arxitekturasining ikkinchi xususiyatidir. U o‘zida oddiy loyihalash muhitini
211
va mikrokontrollerlar uchun S/S++ til variantlaridan iborat bo‘lgan dasturlash tilini
olgan. Arduino uchun ko‘p kutubxonalar yaratilgan, unda turli qurilmalar bilan
ishlashga kod mavjut.
Arduino rusumi bilan MK li bir necha variantda platalar va vazifasini
kengaytirish platalari shildlar (shields) ishlab chiqariladi. Mikrokontrollerli
platalarning ko‘pchiligi zarur bo‘lgan eng kam yordamchi vositalar bilan
ta’minlangan (manba stablizatori, kvarsli rezonator, nolga o‘tqazish zanjiri).
Arduino konsepsiyasida montaj uchun konstruktivlar ko‘zda tutilmagan.
Loyihalashtiruvchilar o‘rnatish usulini va platalarni mehanik himoyalash kabi
ishlarni mustaqil yoki boshqa kompaniyalar yordamida amalga oshiradilar. Boshqa
ishlab chiqaruvchi kompaniyalar tomonidan Arduino platasi bilan birga ishlatishga
mo‘ljallangan robototexnik elektromexanik to‘plamlar ishlab chiqariladi. Undan
tashqari ishlab chiqaruvchilar tomonidan datchiklarning turli hillari va Arduino
bilan ishlashga ma’lum darajada moslashgan bajarish qurilmalari ishlab chiqariladi.
Arduino mikrokontrollerlari ularga oldindan yozilgan yuklovchisining
(bootloader) borligi bilan farqlanadi. Bu yuklovchi yordamida foydalanuvchi o‘z
dasturlarini mikrokontrollerga ananaviy alohida apparatli dastur yozish
qurilmalarini ishlatmasdan yuklaydi. Yuklovchi kompyuter bilan USB interfeysi
orqali (agarda u platada bo‘lsa) yoki alohida moslama UART-USB yordamida
ulanadi. Yuklovchini quvvatlash Arduino IDE ga joylashtirilgan va sichqonchani bir
marotaba bosish bilan bajariladi. Shundek qilib, asos MK platasini zarur tashqi
qurilmalar va tashqi ulanishlar bilan to‘ldiriladi.
Arduino platforma ikki qarama-qarshi bo‘lgan – oddiylik va arzonlik
talablarini birga joriy eta oldi. Mikrokontroller bilan ishlash uchun kavsharlash
vositasi kerak emas – faqat arzon plata va USB kabeli yetarli. Platani kompyuterga
ula, tekinga dasturiy ta’minotni yozib ol va o‘zingni muxandislik yechimlaringni
yarat. Dasturlash tili – sodda, S tili asosida. Dunyodagi amaliy elektronika va
avtomatikaga qiziquvchilar tomonidan amaliy yechimlar bazasi yaratilgan hamda
mahsus o‘quv adabiyotlar bosmadan chiqarilgan. Arduino platformasini keng
ommaga tanilishiga uning dasturlanishini qulayligi sabab bo‘ldi. Arduino – tizimini
212
ishlashini boshqaruvchi dastur kodini yozish uchun S/S++ tilining mahsus versiyasi
ishlatiladi. Arduino IDE loyihalashning tekin firma muhiti bor, unga ishlab
chiqaruvchining saytida yuuklash uchun ega bo‘lish mumkin. U dasturiy kodni
yozish va sozlashga imkon beradi (sketch deb ataluvchi - sketches), so‘ng uni USB
- interfeys orqali mikrokontrollerga yuklash mumkin. Arduino IDE loyihalash
muhiti Windows, Mac OS X va Linux operatsion tizimlari uchun yaratilgan.
Arduino ning ko‘pchilik modullari uchun tayyor sharxli kodlar mavjut. U
oson umumiy tizimni boshqarish dasturiga joylashtiriladi va odatda, faqat ozgina
aniq ilovaga tatbiq qilish uchun moslanadi. Arduino platformasining apparat qismi
asos modullarni bir necha modelidan iborat va ko‘p kengaytirish platalari (shields)
mavjut hamda yuqorida keltirilgan turli aksessuarlari bor.
Muhum xususiyati: “klassik” ochiq platformalardan farqli, Arduino platalari
form-faktoriga standart mavjut emas. Faqat bir necha asos platalar mavjut, form-
faktori (va portlar soni bilan ham), interfeys to‘plamlari va ishlatiladigan
mikrokontrolleri bilan farqlanuvchi, shu bilan bir qatorda form-faktorlar soni
cheklanmaydi. Asos modullarning har biri mikrokontrollerli platadan (asosan Atmel
kompaniyasining) va tarmoq interfeys to‘plamidan iborat. Keskin farq qiluvchi
tomoni – har bir kontrollerda boshlong‘ich yuklovchi dastur yozilgan bo‘ladi.
Shuning uchun loyihalashtiruvchi umuman dasturlash ish tartibi haqida o‘ylashi
kerak emas – barchasi bir tugmani bosish orqali IDE qobig‘ida bajariladi.
Standart uzunlikdagi platalar to‘plami (“Uno”, “Pro”, “Leonardo”) va keng
uchli raz’emlar to‘plamili platalar ( “Mega”, “Due”) bor. Standart uzunlikdagi
kengaytirish platalari kengaytirilgan protsessor platasiga ham o‘rnatilishi mumkin.
| 