І курс магістратури, факультету фізики, математики та інформатики.
Троян С.О., викладач
Уманський державний педагогічний університет імені Павла Тичини
Умань
За останнє десятиліття значно виріс попит на користувацьку робототехніку. Роботизовані системи знайшли своє місце в житті багатьох користувачів як хобі, або професійної реалізації. Багато із систем можна сконструювати на основі простих схем, які використовують принципи математичної логіки. Такі системи можуть виконувати лише прості завдання.
Найпоширенішого використання досягли системи з використанням мікроконтролерів та вбудованих систем.
Мікроконтролер (мікроЕОМ) – це пристрій, який має в своєму складі мікропроцесор, постійну та оперативну пам’ять, порти вводу-виводу. Мікроконтолер виконує програму, яку завантажено в основну (постійну) пам’ять.
В любительському робото-будівництві найбільшого поширення набули мікроконтролери структури AVR (гарвардська архітектура, де програма і дані знаходяться в різному адресному просторі ) фірми Atmel.
Для написання алгоритму (програми керування) таких мікроконтролерів найчастіше використовують програми, в яких використовують мову програмування C#.
Вибір даної мови програмування зовсім не випадковий. На відміну від асемблера, де відбувається написання програми безпосередньо в машинному коді, що вже є важко для початківців, В навчанні робототехніці можна використовувати середовище програмування CodeVision AVR, де основною мовою програмування є C#.
Зразок коду в CodeVision AVR на мові C#.
include <mega8.h> //підключення бібліотеки для роботи мікроконтролера АТмега8
include <delay.h>//підключення бібліотеки пауз
void main(void)//початок основної програми
{
DDRC=0xFF;//ввімкнення всіх виходів порту С як вихід
while(1) //початок замкненого циклу
{
PORTC.1=1; //на ніжку 1 порту С подаємо логічну 1(вмикаємо живлення)
delay_ms(1000); //чекаємо 1 секунду
PORTC.1=0; //на ніжку 1 порту С подаємо логічний 0 (вимикаємо живлення)
delay_ms(1000); //чекаємо 1 секунду
} //завершуємо цикл
}//завершуємо програму.
Даний зразок коду виконує програму, яка подає 1 секундні імпульси з виходу 1 порту С мікроконтролера. Залучення нових бібліотек дає змогу виконувати нові дії, чого в асемблері зробити неможна, адже там всі коди бібліотек потрібно прописувати в ручну.
На даний час такі мікроконтролери ватують не дорого, а придбати їх можна як в спеціалізованих магазинах так і замовити в інтернеті. Поєднання практичної частини, а саме конструювання робота, та написання коду для нього дасть учням краще зрозуміти курс інформатики або кібернетики, не тільки у школах, а і у вищих навчальних закладах.
Вивчення мов програмування в освітніх закладах дає велику перспективу кар’єрного росту та загального розвитку в сучасному інформаційно-технологічному світі.
Роботизація праці вимагає все більше висококваліфікованих програмістів та персоналу. Отримати ліцензію в сфері програмування на сьогоднішній день вже не є проблемою. Хмарні технології та дистанційне навчання дозволять кожному бажаючому отримати досвід в створені прикладних програм для ПК та програмного забезпечення для спеціалізованих комп’ютерних систем.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
- Навчальний посібник з дисципліни «Проектування мікропроцесорних систем», розділ «Програмування мікроконтролерів родини AVR» для студентів напряму підготовки 6.050201 «Системна інженерія» кафедри Автоматики та управління у технічних системах / Укл.: А.О.Новацький – К: НТУУ „КПІ”, 2013–109c.
- Пристрій і структура мікроконтролерів AVR [Електронний ресурс] // Світ електронних схем. – 2011. – Режим доступу до ресурсу: http://ua.nauchebe.net/2011/11/pristrij-i-struktura-mikrokontroleriv-avr/