فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:55
فهرست مطالب:
مقدمه
فصل 1: اصول و نحوه عملکرد میکروکنترلرها
فصل 2: اصول و نحوه عملکرد فرستنده ها و گیرنده های رادیویی
فصل 3: مدار فرستنده و گیرنده
فصل اول :
اصول و نحوه عملکرد میکروکنترلرها
1-1) آشنایی با میکروکنترلرها
گر چه کامپیوترها تنها چند دهه ای است که با ما همراهند، با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما با تأثیر تلفن، اتومبیل و تلویزیون رقابت می کنند … تصور ما از کامپیوتر معمولاً «داده پردازی» است که محاسبات عددی را بطور خستگی ناپذیر انجام میدهد.
ما کامپیوترها را به عنوان جزء مرکزی بسیاری از فرآورده های صنعتی و مصرفی از جمله درسوپرمارکت ها، داخل صندوق های پول و ترازو، در اجاق ها و ماشین های لباسشویی، ساعتهای دارای سیستم خبر دهنده و ترموستات ها، VCR ها و … در تجهیزات صنعتی مانند مته های فشاری و دستگاه های حروفچینی نوری می یابیم. در این مجموعه ها کامپیوترها وظیفه «کنترل» را در ارتباط با «دنیای واقعی»، برای روشن و خاموش کردن وسایل و نظارت بر وضعیت آنها انجام می دهند. میکروکنترلرها (برخلاف ریزکامپیوترها و ریز پرازنده ها) اغلب در چنین کاربردهایی یافت میشوند.
با این که بیش از بیست سال از تولد ریزپردازنده ها نمی گذرد، تصور وسایل الکترونیکی و اسباب بازیهای امرزوی بدون آن کار مشکلی است. در 1971 شرکت اینتل، 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه کرد.
مدت کوتاهی پس از آن شرکت موتورولا، RCA و سپس تکنولوژی MOS و شرکت زایلوگ انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800 و 1801 و 6502 و Z80 عرضه کردند. گر چه این IC ها (مدارهای مجتمع) به خودی خود فایده ای زیادی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد یا SBC ، به جزء مرکزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند. از این SBC ها که به سرعت به آزمایشگاه های طراحی در کالج ها و شرکهای الکترونیک راه پیدا کردند میتوان برای نمونه از D2 ساخت موتورولا، KIM-1 ساخت Mos Technology و SCK-85 متعلق به شرکت اینتل نام برد.
«ریزکنترلگر» قطعه ای شبیه به ریز پردازندها ست در 1976 اینتل 8748 را به عنوان اولین قطعه ی خانواده ی ریزکنترلرگرهای MCS-48TM معرفی کرد. 8748 با 17000 ترانزیستور در یک مدار مجتمع شامل یک CPU ، 1 کیلوبایت EPROM ، 64 بایت RAM ،27 پایه ورودی - خروجی (I/O) ویک تایمر 8 بیتی بود.
این IC و دیگر اعضای MCS-48TM که پس از آن آمدند، خیلی زود به یک استاندارد صنعتی در کاربردهای کنترل گرا تبدیل شدند. جایگزین کردن اجزاء الکترومکانیکی در فرآورده هایی مثل ماشینهای لباسشویی و چراغ های راهنمایی از ابتدای کار یک کاربرد مورد توجه برای این میکروکنترلرها بودند و همین طور باقی ماندند. دیگر فرآورده هایی که در آنها میتوان میکروکنترلر را یافت عبارتند از اتومبیلها، تجهیزات صنعتی، وسایل سردرگمی و ابزارهای جانبی کامپیوتر (افرادی که یک PC از IBM دارند کافی است به داخل صفحه کلید نگاه کنند تا مثالی ازیک میکروکنترلر را در یک طراحی با کمترین اجزاء ممکن ببینند).
توان ، ابعاد و پیچیدگی میکروکنترلرها با اعلام ساخت 8051 یعنی اولین عضو خانواده میکروکنترلر MCS-51TM در 1980 توسط اینتل پیشرفت چمشگیری کرد. در مقایسه با 8084 این قطعه شامل بیش از 60000 ترانزیستور، 4K بایت ROM ،128 بایت RAM ، 32 خط I/O، یک درگاه سریال و دو تایمر 16 بیتی است که از لحاظ مدارات داخلی برای یک IC ، بسیار قابل ملاحظه است.
امروزه انواع گوناگونی از این IC وجو ددارند که به طور مجازی این مشخصات را دو برابر کرده اند. شرکت زیمنس که دومین تولید کننده قطعات MCS-51TM است ، SAB 80515 را بعنوان یک 8051 توسعه یافته در یک بسته ی 68 پایه با 6 درگاه (پورت) I/O بیتی، 13 منبع وقفه و یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با 8 کانال ورودی عرضه کرده است. وخانواده ی 8051 به عنوان یکی از جامعترین و قدرتمندتر ین میکروکنترلرهای 8 بیتی شناخته شده و جایگاهش را به عنوان یک میکروکنترلر مهم برای سالهای آینده یافته است.
مقدمه : در این بحث با میکرو کنترلر 8051 آشنا می شوید. میکرو کنترلرها و میکرو پرسسورها با هم تفاوتهایی دارند. میکروکنترلرها علاوه بر دارا بودن پردازشگر مرکزی مدارات جانبی آن را نیز دارند این مدارات شاملROM ، RAM ، ارتباط سری، ارتباط موازی، زمان سنج و کنترل کننده وقفه می شود. البته امکانات فوق در مقایسه با امکانات یک کامپیوتر کامل ناقص به نظر می رسد ولی در کاربردهایی که تنها بعضی ازامکانات مورد نیاز باشد استفاده از میکروکنترلرها سادهتر و مقرون به صرفهتر است میکروکنترلرها بیشتر کاربرد کنترلی دارند. یعنی با دریافت یک ورودی، کنترل چند فرایند را بدست میگیرند که عمدتاً این کارها ساده است ولی در کار بردهایی که احتیاج به تحلیل و پردازش پیچیده و عمیق دارد به میکرو پرسورها نیاز است.
7-1) MCS-51 دسته ای از میکروکنترلرها است که ابتدا توسط شرکت Intel ساخته وبه بازار جهانی عرضه شده اند. هر یک از میکروکنترلرهای این خانواده امکانات ویژهای دارند. در این بخش مشخصات سخت افزاری 8051 معرفی می شود.
مشخصات این تراشه به شرح زیر است:
4کیلوبایت ROMداخلی
128 بایت RAM داخلی
چهار درگاه I/O 8 بیتی
درگاه ارتباط سری
دو زمان سنج و شمارشگر 16 بیتی
حداکثر64kبایت حافظه خارجی برای برنامههای بزرگتر
حداکثر64k بایت حافظه خارجی برای دادههای بزرگتر
توانایی پردازش عملیات بولی
210 بیت با امکان دسترسی بیتی
وجود دستورات اضافی نظیر ضرب و تقسیم
قبول وقفه از اجزای داخلی و سخت افزار خارجی
7-2) وضعیت پایهها: 32 پایه از 40 پایه تراشه میتوانند بصورت خطهای درگاه I/O بکار روند.برای صرفه جویی 24 تا از آنها دارای عملکرد دیگری نیز هستند و در صورت لزوم از عملکرد دوم هر پایه استفاده می شود که به همین دلیل پایه های دو منظوره نام گرفته اند
7-2-1) درگاه 0: پایه های 39-32را شامل می شود. در سیستمی که حافظه خارجی نداشته باشد این پایه ها به عنوان درگاه I/O بکار می روند. ولی در سیستمهای با حافظه خارجی این پایه ها به عنوان گذرگاه( آدرس و داده) multiplexed بکار می روند.
7-2-2) درگاه 1: پایه های 1 تا 8 IC را شامل می شود که فقط به عنوان درگاه I/O بکار می رود.
اجزا میکروکنترلر
یک ریزکنترل کننده از سختافزارهایی مانند پردازنده، RAM، ROM و یک سری پایانه ( یا پورت یا درگاه) تشکیل شدهاست.
از سوی دیگر، از آنجا که این قطعات در اکثر حالات برای مقاصد کنترلی استفاده میشوند، نیاز به برقراری ارتباط با دستگاه تحت کنترل خود را دارند. اما از آنجا که اکثر سیگنالهای لازم برای این منظور سیگنالهای آنالوگ هستند، باید ابتدا این سیگنالها به صورت دودویی تبدیل شوند تا برای پردازنده قابل درک باشند. این کار توسط مبدل آنالوگ به دیجیتال صورت میگیرد. همچنین در برخی از میکروکنترلرها مبدل دیجیتال به آنالوگی هم وجود دارد که امکان فرمان دادن میکروکنترلر به دستگاههای با ورودی آنالوگ را فراهم میکند.
از دیگر اجزای معمول و پرکاربرد در میکروکنترلرها، تایمرها هستند. تایمرها عموما از یک شمارنده تشکیل میشوند که پس از تعداد مشخصی از شمارش، تولید یک وقفه میکنند که میتواند برای بررسی متوالی یک روال یا انجام متوالی یک کار مورد استفاده قرار گیرد.
بسیاری از میکروکنترلرها از واحدهای مدولاسیون عرض پالس نیز برخوردارند. این واحدها به خصوص در کاربردهای الکترونیک قدرت و کنترل موتور و نیز به عنوان مبدل دیجیتال به آنالوگ کاربرد دارند.[۲]
میکروکنترلرهای رایج
از مهمترین و بزرگترین تولیدکنندگان میکرو کنترلرها میتوان از شرکت اَتمِل (به انگلیسی: Atmel) نام برد که در حال حاضر سری ایویآر و ۸۰۵۱ میکروکنترلرهای این شرکت در ایران بدلیل سهولت استفاده مورد توجهاست.
برنامه ریزی میکروکنترلرهای AVR بیشتر با زبان C و با کامپایلر codevision، و یا با زبان بیسیک و توسط نرمافزار BASCOM انجام میشود. یکی دیگر از تولیدکنندگان بزرگ میکروکنترلرها شرکت Microchip است که میکروکنترلرهای این شرکت با نامهای تجاری PIC و dsPIC نیز از محبوبیت زیادی برخوردار است.[۳]
شرکتهای بزرگ دیگری نیز در زمینه تولید میکروکنترلر فعالیت میکنند که از آن جمله میتوان بهTI، موتورولا و فیلیپس اشاره کرد.شرکت intel هم نقش بسیار مهمی در تولید میکروکنترلرهای خانوادهٔ ۸۰۵۱ دارد.
پروژه مورد نظر کنترل اتوماتیک دما با استفاده از میکروکنترلر AT89C51 می باشد که بطور مختصر بدین ترتیب است که دما توسط یک سنسور حرارتی لمس شده و سپس این دما توسط یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) به میکرو داده شده و میکرو با استفاده از برنامه ریزی که از قبل شده است که سه دما برای سنجش دارد اگر دمای مورد نظر را T بنامیم در این صورت عملکرد میکروکنترلر در خروجی بصورت زیر است:
اگر T<T1 باشد رله شماره I فعال می گردد.
اگر T1<T<T2 باشد رله شماره II فعال می گردد.
و اگر T2<T<T3 باشد رله شماره III فعال می گردد.
و اگر T>T3 باشد رله شماره IV فعال می گردد.
و یکی از خروجی های میکروکنترلر به یک Display وصل است که از نوع LCD بوده و می توان دمای T1 و T2 و T3 مورد نظر را وارد کرد و همچنین پیغام اینکه کدام رله فعال است را در آن مشاهده کرد Relay # is active که هر قسمت مدار مفصل توضیح داده می شود.
میکروکنترلر در برابر میکروپرسسورهای همه منظوره:
منظور از یک میکروپرسسور (ریزپردازنده ) میکروپرسسورهایی از خانواده Intel همانند X86 مثل و …. این میکروپرسسورها فاقد و پورت های I/O در درون خود تراشه هستند به این دلیل به آنها میکروپرسسورهای همه منظوره گویند.
طراحی سیستمی که از میکروپرسسورهای همه منظوره استفاده می نماید باید در خارج آن RAM و ROM ، پورت های I/O و تایمرها را اضافه نمود تا سیستمی قابل کار ساخته شود این افزایش به قابلیت انعطاف آنها می افزاید این توانمندی در میکروکنترلرها امکان پذیر نیست یک میکروکنترلر دارای یک cpu به همراه مقدار ثابتی از RAM ، ROM ، پورت های I/O و تایمر درون خود می باشد بنابراین طراح نمی تواند یک حافظه، I/O یا تایمری را بدون گسترش لازم آن از بیرون اضافه نماید مقدار ثابت
RAM و ROM و مقدار پورت های تثبیت شده در میکروکنترلرها آنها را برای کاربردهائی که قیمت و محفظه در آنها بحرانی است ایده آل کرده است.
پروژه 1
میکروکنترلر در برابر میکروپروسسورهای همه منظوره 2
میکروکنترلر AT89C51 3
توصیف پایه های 89C51 4
1- XTAL2 , XTAL1 5
2- RST 5
3- 5
4- 6
5- ALE 6
پایه های پورت I/O 6
پورت (P0)0 به عنوان ورودی 7
سنسور دما LM35 7
شکل دهی سیگنال و اتصال LM35 به AT89C51 8
تراشه ADCO804 و اتصال آن AT89C51 9
پایه های ADCO804 9
1- CS 9
2- RD (خواندن) 10
3- WR (نوشتن؛ نام بهتر آن “آغاز تبدیل” است) 10
CLIR , CLKIN 10
فهرست مطالب
عنوان صفحه
INTR (وقفه ، نام بهتر آن “پایان تبدیل” است) 11
VIN (-), VIN (+) 11
VREF/2 11
DO-D7 12
A-GND (زمین آنالوگ) D-GND (زمین دیجیتال) 12
نتیجه گیری از معرفی پایه های ADCO804 12
اتصال صفحه کلید به CPU (میکروکنترلر AT89C51 ) 13
پویش و شناسایی کلید فشرده شده 14
اتصال LCD به AT89C51 14
VEE, VSS, VCC 15
RS (انتخابگر ثبات) 15
R/W (خواندن و نوشتن) 15
E (فعال) 15
DO-D7 16
ارسال فرمان به LCD 18
ارسال داده ها به LCD 18
خروجی های مدار 18
شامل 18 صفحه فایل word
قالب بندی : پاورپوینت
شرح مختصر : میکرو کنتر لر چیست؟ آی سی هایی که قابل برنامه ریزی می باشدو عملکرد آنها از قبل تعیین شده میکروکنترلر گویند. میکرو کنترل ها دارای ورودی –خروجی و قدرت پردازش می باشد. این کلمه از دو کلمه میکرو کنترلر تشکیل شده میکرو : می دانیم که این یک واحد یونانی است وبرابر با ۱۰ به توان منفی ۶ متر است.یعنی یک ملیو نیوم واحد است که خیلی کوچک است ولی واحدهای خیلی کوچکتر از این هم داریم که در الکترونیک مورد استفاده قررار می گیرند. کنترلر:که همه معنی ومفهوم آن این است که یعنی کنترل کننده به تعبیری یعنی” مغز” البته بدون تفکر فقط دستوراتی که به آن داده می شود را به نحو احسن انجام می دهد.
با میکروکنترلر چه کارهایی می توان انجام داد؟ این آی سی ها حکم یک کامپیوتر در ابعاد کوچک و قدرت کمتر را دارند بیشتر این ای سی ها برای کنترل وتصمیم گری استفاده می شود چون طبق الگوریتم برنامه ی آن عمل می کند این آی سی ها برای کنترل ربات ها تا استفاده در کارخانه صنعتی کاربرد دارد. تفاوت میکروپروسسر و میکرو کنترلرمیکروپروسسور یک پردازنده است برای کار باید به آن چیپ های حافظه وچیزهای دیگری را به ان اضافه کرد لحاظ هزینه بیشتر می شود به همین دلیل امروزه از میکروپروسسورها کمتر استفاده می شود اما این روزها میکروکنترلر های جدید با حافظه های زیاد تعداد تایمر زیاد پورت های زیاد وتنوع بسیار زیاد به بازار عرضه شده است.ست؟
آیا میکروکنترلر چیز جدیدی را با خود آورده است؟ جواب منفی است تمام کارهایی که ما با میکرو کنترلر می توانیم انجام بدهیم با قطعات دیگر هم می توانیم انجام بدهیم.
عیب میرو کنترلر : میکرو کنترلر دارای یک عیب کوچک است وآن سرعت پایین است ( از لحاظ سرعت برای کاربردهای خیلی محدودی میکروکنترلر مناسب نیست.)
فهرست :
آشنایی با میکروکنترلر
تفاوت های میکروکنترلر با سیستم کامپیوتر
قسمت های مختلف یک میکروکنترلر
خانواده های مختلف میکروکنترلر
میکروکنترلر های AVR
ویژگی های میکروکنترلر های AVR
میکروکنترلر ATMEGA32
خصوصیات ATMEGA32
معماری ATMEGA32
ترکیب پایه ها در میکروکنترلر ATMEGA32
محیط برنامه نویسی BASCOM
چند مثال عملی