Kurs ishi mavzu: Grafik displeyni boshqarish mikroprotsessor tizimi Bajardi

Ishning maqsadi : ATMEGA 328 mikrokontrolleri asosida yaratilgan mikroprotsessor tizimini ishlab chiqish, grafik displey boshqaruv tizimini yaratish. 
Arduino – turli xildagi elektron loyihalar yaratish uchun moslashtirilgan ochiq turdagi platformadir. U texnik va dasturiy qismdan iborat. Ushbu tizim yangi o’rnanuvchilar uchun ancha qulay va ommabobdir, sababi maqsadli yaratilgan loyiha, yani dastur to’g’ridan-to’g’ri plataga USB port orqali bog’lanish mumkin. Bu erda programmatorga zaruriyat yo’q.Bu esa, qo’shimcha bajariladigan vazifadan ozod etadi.Bundan tashqari Arduino C dasturlash tili asosida ishlaydi, bu ham uni yutug’idir.
Arduino platasining birinchi shakli 2005 yil IVREA Italiya instituti tomonidan tayyorlangan. Plataning yutuqlaridan biri mikrokontroller yordamida aktivlashtirish (actuator) qurilmalari va datchik (sensor) larga ulanish soddaligidir. Bu esa turli shakldagi soda robotlarni yaratish imkoniyatini beradi. Arduino tizimining g’oyasi “O’zing bajar” (Do it yourself). Tizim 2011 yilda 300000 dona sotilgan bo’lsa, 2013 yilga kelib 700000 donaga yetdi. Bu esa uning imkoniyatlari kengligidan dalolat.Tizim asosan Atmel firmasi tomonidan tayyorlangan mikro-kontrollerlar uchun moslashtirilgan.
Arduino ning ko'plab turlari mavjud bo'lib bularga misol qilib: Arduino Yun, Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Arduino Diecimila, Arduino Nano, Arduino Mega, Mega 2560, Mega ADK, Arduino Leonardo, Arduino Micro va h.k larni olishimiz mumkin. Arduino robototexnika va elektronikiga qiziquvchi va izlanuvchi yoshlarga juda qo'l keladi chunki bu qurilmada kichik va katta bo'lgan dastur, algoritmlar yaratgan holda xar hil qurilmalar, robotlar va boshqa qiziq amaliyotlarni bajarsa bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, Arduino dasturiy va texnik qismlarni birlashtirib beruvchi qurilmadir. Yuqorida keltirib o'tganimizdek Arduino ning juda ko'p turlari mavjud bo'lib, Arduinoni o'rganishni boshlovchilar asosan Arduinoning Uno yoki Nano turidan foydalanishni boshlashadi. Arduinoning Uno va Nano turini yaxshilab o'rganib bo'lgan yoshlar endi Arduinoning bu turiga qoniqmay Arduinoning Mega yoki Mega 2560 turini sotib olishga oshiqishadi. Chunki, endi Arduino Uno, Nano turining xarakteristikasi (texnik ko'rsatkichlari) bizning robototexnik uchun pastlik qiladi! Ayrim robototexniklar esa Arduino Uno bilan tanishib chiqib uni imkoniyatlaridan foydalanib bo'lgandan so'ng, Arduinoning Mega turini sotib olib o'tirmay o'zlari yasab tayyorlab ko'rishga harakat qilishadi. To'g'rida chunki endi ular dasturchi,robototexnik bemalol mikrokontrollerga dastur yozib uni mikrokontrollerga yuklay oladi. Arduino Uno ning boshqa turlaridan farqi protsessori,mikrokontrolleri,raqamli va analog chiqishlarning ko'p yoki kamligi bilan farqlanadi. Arduinodan foydalanayotgan kishi unga har xil elektr komponentalar va modullarni ulash imkoniyatiga ega bo'ladi,masalan:led chiroqlar,datchiklar,rele modullari tarmoq (Wi-fi,Bluetooth,Ethernet) modullari, sensorlar, motorlar, magnit eshik qulflari va elektr energiyasi bilan ishlaydigan barcha narsalar. Yuqorida aytilgandek Arduino texnik va dasturiy qismni birlashtirib beruvchi qurilma.Demak dastur tuzish kerak !Qanday dastur tuzamiz?Qaysi dasturlash tili orqali? Arduino uchun dasturlar odatiy C ++ da yoziladi, kontaktlarda I / O (Input-kirish,Output-chiqish) ni boshqarish uchun oddiy va tushunarli algoritm-lar va dasturlar tuziladi. Agar siz allaqachon C ++ ni bilsangiz - Arduino va dunyo eshiklari siz uchun ochiq. Agar siz dasturlash uchun yangi bo'lsangiz bu muammo emas osonlikcha o'rganishingiz mumkin, bu oson.Bundan tashqari Arduino ni o'rganish va dasturlar yozish uchun Windows, Mac OS va Linux operatsion tizimlarida ishlovchi Arduino IDE (Arduino dasturi,kompilyatori) mavjud va siz undan mutlaqo bepul foydalanishingiz mumkin. Arduino IDE dasturida algoritmlar va dasturlar yaratish juda oson va ishlash qulay. Arduino IDE da tayyor amaliyotlar (loyihalar) ham mavjud siz o'rganishingiz uchun. Arduino ning
Arduino bu- dastur bilan ta`minlangan elektron blokdir. Elektron blok –
ishlash uchun zarur bo`lgan minimum elementlar va mikrokontroller o`rnatilgan
platadir. Mavjud Arduino elektron bloki zamonaviy kompg‟terning ona platasining
analogi hisoblanadi. Unda tashqi qurilmalarni ulash va kompyuter bilan bog‟lanish
uchun bo`limlari mavjud, bular yordamida mikrokontrollerga dastur yozish
imkonini beradi.
Arduino Uno - bu kontroller ATmega328 mikrokontrolleri asosida yaratilgan bo'lib, platforma 14 ta raqamli kirish/chiqish,(ulardan 6 tasi QIM (Широтно-Импульснаямодуляция) sifatida foydalanish mumkin), 6 analog kirish, 16MGsli kvarsli generator, USB porti, kuchlanish porti, ICSP porti va qayta yuklash tugmasidan iborat.
ATMega 328 Atmel firmasi RISC arxitekturasi asosida ishlovchi mikrokontrollerdir. ATMega328 ATMega8 va ATMega16 mikrokontrollerlarining yangi sayqallangan shaklidir.

1-rasm. ATMega328 mikrochipi
ATMega328 mikrokontrollerining asosiy xususiyatlari:
- Dasturiy buyruqlar uchun 32kBayt flash xotirasiga ega;
- 23 takirish/chiqish oyoqchalariga ega bo’lib, bulardan 7 tasi anologli 20 MHz chastotalali signallar uchun moslashtirilgan;
- 8 bitga asoslangan tizimda ishlaydi;
- 32 x 8 shaklidagi register xususiyatiga ega;
- To’liq statik ishlaydi;
- 1 Kbayt EEPROM xotiraga ega;
- 2 Kbayt Internal SRAM xotiraga ega;
- Dasturlarni yozish va o’chirish davriyligi: 10000 Flash xotira/100000 EEPROM;
- Faoliyat davriyligi: 20 yil 85°C xaroratda/100 yil 25°C xaroratda;
- Ulanishi mumkin bo’lgan tok manbasi: 1.8 - 5.5V;
- Xarorat shkalasi: -40°C to 85°C;
- Tezlik va tok manbasi mutanosibligi:
0 - 4MHz @ 1.8 - 5.5V;
0 - 10MHz @ 2.7 - 5.5.V;
0 - 20MHz @ 4.5 - 5.5V.

2-rasm.ATMega328 mikrokontrollerining Arduino platasi bilan bog’lanish xaritasi.
(Ranglar izohi: qora – GND, qizil – tok manbai, sariq – boshqarish, ochsariq – oyoqchalar,oq - ATMega328 ning funksional oyoqchlari, qoramtiroq – raqamli oyoqchalar, yashil – anologli aoyoqchalar, pushti – PWM, ko’k – maxsus kirish/chiqish, jigarrang – Arduino kirish/chiqish nuqtalari)
Yuqorida aytilganidek, Arduino Uno kontroller juda ixcham o'lchamlarga ega bo'lib, uning tomonlari 6.9 va 5.3 smga teng. Bu esa o'z navbatida uni yanada qiziqarli qiladi.

3-rasm. Arduino Unoning umumiy tuzilishi
Uning xarakteristikasi:
Turi Bir jinsli
Operasion tizimi Yo’q, ya’ni barcha operasion tizimlar uchun moslashgan
CPU, prosessor tizimi AVR, ARM Complex, Intel Quark firmalari uchun
Xotirasi SRAM
Saqlash tizimi Flash memory, EEPROM
Grafikasi Yo’q