Quando si vuole iniziare a lavorare con un microcontrollore la parte più difficile è l' inizio. In questo breve (e anche banale) articolo descriverò il modo in cui mi sono avvicinato agli ATmega della Atmel. Per iniziare a lavorare con un micro ci sono diversi approcci, io ho utilizzato quello che, secondo la mia esperienza, mi sembra il più semplice, lineare e che presente il minor numero di problemi. Parlando di ATmega non può non venire in mente Arduino. Soluzione sicuramente interessante ma, a mio modesto avviso, non "pura". Ho intrapreso la sperimentazione su ATmega in modo tradizionale almeno secondo i miei canoni. Per motivi di lavoro ho avuto la necessità di utilizzare questa famiglia di micro, ho quindi ordinato l' emulatore JTAG ed un paio di evaluation kit specifici per la mia applicazione. Devono ancora arrivarmi dagli USA e, per non stare con le mani in mano ed incominciare a destreggiarmi con il sistema di sviluppo ed i micro, ho colto l' occasione di infilare dentro un ordine di materiali un paio di oggetti che mi hanno permesso di iniziare la sperimentazione in tempi brevissimi.

L' ultimo mio articolo descriveva una Switch Control Unit realizzata con un PIC16F877 ideata per essere utilizzata principalmente come dispositivo hardware d' ingresso/uscita per un personal computer. La comunicazione fra l' unità ed il computer avveniva tramite una linea di comunicazione seriale RS232C. Purtroppo questa linea di comunicazione è oggi obsoleta e sostituita dalla ormai onnipresente USB. Non ostante si trovino in commercio una moltitudine di adattatori USB-RS232, un' unità di comando e di acquisizione dati che si colleghi direttamente al bus USB sarebbe una soluzione migliore. Se poi questa unità avesse la possibilità di essere collegata ad un display alfanumerico e permettesse l' acquisizione di segnali analogici si potrebbero realizzare parecchie applicazioni interessanti. Questo articolo è la recensione di un circuito integrato studiato per questo scopo. Diverse aziende producono firmware e molte di queste vendono microcontrollori programmati per eseguire queste funzioni particolari. La SANGON produce questo circuito integrato e questo articolo lo analizza nel dettaglio. Anche i produttori di microcontrollori offrono micro programmati per svolgere compiti particolari. Un esempio è l' MCP2200 della Microchip, un chip di conversione USB-RS232 realizzato su un PIC e venduto come integrato dedicato. La classe di dispositivi USB chiamata CDC aiuta la transizione fra la gloriosa RS232 e l' USB rendendo il dispositivo gestibile come una porta seriale virtuale. Un esempio di gestione delle porte seriali virtuali è illustrato in questo articolo utilizzando il linguaggio Java.

Fino a qualche anno addietro si utilizzavano le linee seriali RS232 per collegare apparecchiature al PC. Il caso tipico era il programmatore di EPROM o di MCU collegato tramite il cavo seriale (ne ho ancora un paio nell' armadio) o il modem analogico a 56K per collegarsi ad internet tramite la linea telefonica. Ora questa linea di comunicazione è oramai obsoleta ed è stata sostituita dall' USB che ha in qualche modo monopolizzato la connessione di periferiche di ogni tipo con i PC. Anche i microcontrollori si sono adeguati e molti di quelli in commercio hanno la possibilita' di connettersi e comunicare con un PC tramite l' USB.

Esistono anche in commercio circuiti di conversione da USB a RS232 proprio per poter connettere un microcontrollore sprovvisto di USB ma munito di UART (difficile trovare un micro senza interfaccia di comunicazione seriale) ad un PC per gli usi più disparati. In questo momento sto sviluppando un' apparecchiatura da connettere al PC tramite USB e che emula la porta seriale come fanno i vari FT232 o MCP2200 della Microchip. Quest' ultimo utilizza un driver standard di Windows chiamato usbser.sys che è quello che uso anch' io per la mia applicazione.

A volte è utile avere un circuito semplice che sia in grado di operare come interfaccia hardware per un PC o cumunque essere comandato tramite la linea seriale RS232C.

Sin da quando ero ragazzo ho sempre voluto realizzare un circuito come questo perché ne vedevo l' utilità. I PC sono macchine potentissime ma sono macchine da ufficio. Non sono previsti ingressi e uscite digitali se non per pilotare stampanti o per interfacce di comunicazione. La vecchia interfaccia per stampate è stata così utilizzata in tutti i modi possibili immaginabili ma è poco, troppo poco a mio avviso.

L' apparecchio descritto in questo articolo è una switch control unit (SCU) costruita intorno ad un microcontrollore PIC16F877 che serve per comandare uscite digitali, relè, circuiti integrati o leggere gli stati degli ingressi, il tutto comandato da un host connesso tramite l' interfaccia seriale.

Non è passato neanche un anno dalla mia iscrizione in questo bellissimo sito ed in questo, seppur breve periodo, frequentando il forum ho avuto modo di leggere tanti interventi e molte richieste di circuiti. Una delle richieste più comuni è quella di un generatore di base tempi per gli usi più disparati che vanno dal circuito di timing per lampade stroboscopiche alle frequenze campione a 1KHz passando per l' Hertz per pilotare timers ed orologi. Ho pensato quindi di realizzare un circuito che permetta di generare le frequenza più utilizzate.

Non si tratta di un semplice oscillatore quarzato ma di un vero e proprio generatore adattabile e programmabile. Per generare una frequenza bassa e precisa ci si affida alla precisione dei quarzi che, almeno nelle intenzioni (oggi sono un po' fatti "con la pressa") assicurano precisione e stabilita'. Il problema sta nel fatto che, se realizzare un semplice generatore di clock con un quarzo non è un problema, la catena di divisione lo è.

L' evoluzione tecnologica nel campo dei microcontrollori e la loro massiccia diffusione hanno determinato anche la riduzione del loro costo. Oggi troviamo in commercio microcontrollori a prezzi inferiori al dollaro che ci permettono di affrontare la progettazione di apparecchiature in un modo nuovo, progettando sistemi composti da più microcontrollori. In buona sostanza possiamo guardare al micro non solo come l' unico "cervello" dell' apparecchiatura, come colui che tutto svolge e tutto controlla ma anche come un blocco funzionale che svolge un certo numero di funzioni. In passato questo era difficile da fare anche solo per il fatto che i microcontrollori con memoria EPROM erano molto costosi. Oggi tutti i microcontrollori hanno come memoria di programma una FLASH EPROM che si cancella elettricamente e che rende tutto più semplice.

I display a LED a 7 segmenti fecero apparizione più di 30 anni fa nelle prime calcolatrici tascabili, prima dell' avvento dei display a cristalli liquidi, i cosiddetti LCD. Prima dei display a LED si utilizzavano i display elettroluminescenti (VFD), sicuramente più belli dal punto di vista estetico (sono utilizzati ancora oggi in alcune autoradio) ma più difficili da pilotare. I display VFD non erano modulari, come anche gli odierni LCD se escludiamo qualche eccezione. I display a LED sono invece modulari, si possono affiancare per ottenere un visualizzatore con il numero di cifre che si desiderano. Per l' hobbista sono un semplice e comodo sistema per visualizzare numeri, per realizzare sveglie digitali, strumenti e quant' altro.

Tempo addietro era quasi impossibile (per motivi di costo e di disponibilià dei componenti) sperimentare la programmazione e/o la realizzazione di circuiti basati su microcontrollori da parte di un pubblico hobbista. Questo perché i sistemi di sviluppo, gli eventuali compilatori per linguaggi ad alto livello ed i circuiti integrati per l' emulazione costavano veramente tanto. Spendere diversi milioni di vecchie lire per sviluppare un singolo microcontrollore era cosa normale. Questo relegava l' utilizzo dei microcontrollori ad un' utenza professionale e, di fatto, impediva all' hobbista la possibilità di studiare e di sperimentare. Diciamo pure che era impensabile poter utilizzare un microcontrollore per un' applicazione unica ed hobbistica.

Capita a volte di dovere generare della musica o dei suoni tramite un micrococontrollore. Il sistema piu' semplice è quello di generare una frequenza utilizzando un timer, portare questo segnale fuori dal microcontrollore tramite un piedino ed amplificarlo.

Purtroppo il suono ottenuto è piatto, privo di timbro, il tipico suono da computer. Questo perché simulare da software un inviluppo non è proprio una pratica semplicissima e, molte volte, l' attenzione del progettista è catturata dalla funzione principale che il microcontrollore deve svolgere. Immaginiamo di dover realizzare una sveglia elettronica. Il suono della sveglia è un aspetto marginale e molte volte trascurato anche se, dal punto di vista pratico e di utilizzo, dovrebbe essere un aspetto curato.