دانلود تحقیق میکروکنترلر چیست

قطعه ای که این روزها دارد جای خود را در خیلی از وسایل الکتریکی باز میکند .از تلفن گرفته تا موبایل از ماوس لیزری که الان دستتان روی آن است و دارین باهاش کامپیوتر رو کنترل میکنید تا هر وسیله ای که بتوان پیچیدگی رو در اون دید میتونید یک میکروکنترلر رو ببینید .

کلمه میکروکنترلر: این کلمه از دو کلمه 1- میکرو2-کنترلرتشکیل شده 1-میکرو : میدونین که این یک واحد یونانی است و برابر با 10 به توان منفی 6 متر است.

یعنی یک ملیونیوم متر واحده خیلی کوچیکیه نه....ولی واحدهای خیلی کوچیکتر از این هم داریم که در الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرند در قسمتهای بعدی توضیحیهاتی راجع به این واحد ها و موارد استفاده آنها داده میشه.

2-کنترلر : که همه معنی و مفهومشو میدونین .

یعنی کنترل کننده به تعبیری یعنی "مغز " البته بدون تفکر فقط دستوراتی که به اون داده میشه به نحو احسن انجام میده.

حال نحوه انجام دادن کار میکروکنترلر را به صورت کلی بررسی میکنیم تا حالا همه شما با ماشین حساب کار کردین تا حالا به نحوه کار کردنش فکر کردین شما اطلاعاتتون را که همون عملیات ریاضی هست به وسیله صفحه کلید به اون میدید بعد ماشین حساب این اطلاعات رو بر مبنای دستوراتی که قبلا به اون داده شده پردازش میکند و جواب را رویlcd نمایش میدهد.

در واقع یک میکروکنترلر برنامه ریزی شده به عنوان مغز ماشین حساب این اطلاعات یا داده رو از صفحه کلید میگیره روشون پردازش انجام میده و بعد بر روی lcd نمایش میده.

کار میکروکنترلر دقیقا مشابه این است میکرو کنترلر بر مبنای یک سری ورودی که به اون داده میشه مثلا این ورودی از یک سنسور دما باشه که درجه حرارت رو میگه یا از هر چیز دیگه مثل صفحه کلید بر مبنای این ورودی ها و برنامه ای که قبلا ما به اون دادیم خروجیشو تنظیم میکنه که ممکنه خروجیش یک موتور باشه یا یک lcd یا هر چیز دیگری که با الکتریسیته کار بکند.

حالت دیگری هم میتونه باشه که فقط میکروکنترلر بر مبنای برنامه ای که به اون دادیم عمل کند و خروجیش رو فقط بر اساس برنامه بگیرد.

ساختمان داخلی میکروکنترلر: کامپیوتری که الان بر روی اون دارین کار انجام میدین دارای یک پردازنده مرکزیه به نام cpu که از کنار هم قرار گرفتن چندین ملیون ترانزیستور تشکیل شده و بر روی اطلاعات پرداژش انجام میده .

میکرو کنترلر هم عینا دارای یک پردازنده مرکزی به نام cpu است که دقیقا کار cpu کامپیوتر رو انجام میده با این تفاوت که قدرت و سرعت پردازشش از cpu کمتره که به اون میکروپرسسور میگن در بخش بعدی فرق میکرو پرسسور و میکروکنترلر را بررسی میکنیم.

میکروکنترلر علاوه بر cpu دارای حافظه است که ما برنامه ای که بهش میدیم در اون قرار بگیره در کنار حافظه در میکروکنترلرهای امروزی تایمرها برای تنظیم زمان کانتر ها برای شمردنکانال های آنالوگ به دیجیتالپورت هایبرای گرفتن و دادن اطلاعات و امکاناتی دیگر که بعدا مفصل راجع به هر کدام توضیح داده میشه تشکیل شده و همه اینها در یک چیپ قرار گرفته که تنکنولوژی جدید اونو تو یک تراشه به اندازه یک سکه قرار داده.

تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر: میکروپرسسور همانطور که گفته شد یک پردازنده است و برای کار باید به آن چیپ های حافظه و چیز های دیگری را به اون اضافه کرد این امکان به درد این میخورد که بر حسب کارمان حافظه مناسب و دیگر قطعات را مانند تایمرها و غیره به صورت بیشتری استفاده کنیمولی مدار خیلی پیچیده میشود و از لحاظ هزینه هم هزینه بیشتر میشود به همین دلیل امروزه از میکروپرسسورها کمتر استفاده میشود اما این روزها میکرو کنترلر های جدید با حافظه های زیاد تعداد تایمر زیاد پورت های زیاد و تنوع بسیار زیاد انها بر حسب این امکانات دست ما را باز گذاشته است تا دیگر میکروپرسسورها را فراموش کنیم.

آیا میکروکنترلر چیز جدیدی را با خود آورده است ؟

جواب منفی است تمام کارهایی که ما با میکروکنترلر میتوانیم انجام بدهیم با قطعات دیگر هم میتوانیم انجام بدهیم چون ما قبلا هم تایمر داشتیم هم کانتر هم حافظه هم پردازنده و....

در واقع میکروکنترلر قطعه ای است با تمام این امکانات که به صورت یک آی سی آماده شده است و هزینه پیچیدگی و حجم را به نحوه قابل ملاحضه ای کاهش میدهد.

معرفی انواع میکروکنترلر تمام میکروکنترلرها جزء این 5 قسمت هستنند: 1) 8051 2) Pic 3) Avr 4) 6811 5) Z8 البته مدل های۶۸۱۱ ساخت شرکت موتورلا وz8 ساخت شرکت زایلوگ حداقل در ایران خیلی کم استفاده می شوند و رقابت اصلی بین سه نوع دیگر است.

تا به امروز هر میکروکنترلری که ساخته شده زیر مجموعه یکی از این5 نوع است.

البته کارخانه های خیلی زیادی با مارک های مختلف میکرو کنترلر تولید میکنند ولی همه اونها زیر مجموعه یکی از این 5 قسمت هستنند .شما برای هر کدام از این5 نوع میکروکنترلر میتوانید میکروکنترلر های مختلفی از شرکت های مختلفی را پیدا کنید.(البته در بازار ایرن کمی با مشکل).

اما خوشبختانه همه میکروکنترلر هایی که جزء هر کدام از 5 نوع بالا باشند از یک برنامه پیروی میکنند.

بدین معنا که اگر شما کار با یکی از مدل های آن میکرو را یاد گرفته باشید مثل اینکه کار با تمام میکروکنترلرهای آن نوع را یاد گرفته اید.

مثلا شما اگر با یکی از مدل های میکروکنترلرavr مثلا atmega8 را یاد گرفته باشید دیگر با صد ها مدل دیگر میکروکنترلرavr مشکلی ندارید وتقریبا بدون هیچ مشکلی میتوانید با دیگر مدل های این میکرو کار کنید اما یه مشکل که در میکروکنترلر ها وجود دارد این است که این5 نوع از لحاظ برنامه نویسی به هیچ وجه با هم دیگر سازگاری ندارند .

به طور مثال اگر شما میکروکنترلر هایavr و 8051 را کامل یاد گرفته باشید حتی ساده ترین برنامه رو روی یک میکروکنترلرpic نمیتوانید اجرا کنید.

واین یکی از بزرگترین عیب و مشکل برای یاد گیری میکرو است معایب و مزایای میکروکنترلر های مختلف از آن جای که 6811 وz8خیلی کمتر استفاده میشوند به معرفی سه نوع دیگر میپردازیم میکروکنترلر PIC واقعا میکروکنترلر خیلی قوی است که بر اساس بعضی آمار ها بیشترین کاربر را به خود اختصاص داده است البته متذکر شوم که در ایران این آمار به نفعAVR است.

این میکروکنترلر ساخت شرکت میکرو چیپ است کهPIC رو در مدل های خیلی زیادی با امکانات مختلف برای کارهای مختلف میسازد .

این میکروکنترلر با مدل های مختلف PIC16XXXX و PIC12XXXکه به جایX دوم از چپ به راست حروفC,x,E,F قرار میگره که هر کدام مفهوم خاصی داره که چون بحث ما آموزش AVR هست از روی اون سریع میگذریم وX های بعدی هم اعدادی هستنند که نشان دهنده مدل های مختلف هستنند میکروکنترلر PIC واقعا میکروکنترلر خیلی قوی است که بر اساس بعضی آمار ها بیشترین کاربر را به خود اختصاص داده است البته متذکر شوم که در ایران این آمار به نفعAVR است.

این میکروکنترلر با مدل های مختلف PIC16XXXX و PIC12XXXکه به جایX دوم از چپ به راست حروفC,x,E,F قرار میگره که هر کدام مفهوم خاصی داره که چون بحث ما آموزش AVR هست از روی اون سریع میگذریم وX های بعدی هم اعدادی هستنند که نشان دهنده مدل های مختلف هستنند آی سی میکرو کنترلر میکرو کنترلر ها دارای انواع متعددی هستند که هر کدام تواناییها وکاربردهای خاصی دارند.

میکروکنترلرها در استاندارد های 8پایه ، 16پایه ، 20پایه ، 40پایه و… در بازار توسط شرکت های متعددی عرضه می شوند.

از جمله شرکت های مهم و معروف که میکروکنترلر ها را می سازند شرکت Atmel , Intel و...

است.

هم اکنون در ایران در اکثر پروژه ها از میکروکنترلر های 8052 و 8051 و میکرو کنترلر های مشابهی که از همان خانواده هستند استفاده می شود که بیشتر ساخت شرکت Atmel هستند و در این بین بیشتر از آی سی هایی به شمارهAT89C51/52 که 40 پایه هستند ومیکروکنترلر های AT89C2051که 20 پایه هستند استفاده می شود .

میکرو کنترلر های 8751 ، 8951 و 8051 تقریباً همگی دارای یک مشخصات هستند ، فقط ساختار حافظه در آنها تفاوت اندکی با یکدیگر دارند .

هم اکنون میکرو کنترلر های جدید تری در ایران وارد شده است که به میکرو کنترلرهایAVR معروف هستند که تواناییهایی به مراتب بیشتر نسبت به خانواده 8051 دارند و توان مصرفی کمتر وکم شدن قطعات جانبی از مشخصات آن ها است و در اندازه های مختلف و امکانات مختلف عرضه شده است .

یک پروژه میکرو کنترلری شامل آی سی میکرو کنترلر وبرخی قطعات جانبی و برنامه ی مورد نظر می شود و برنامه ای که بتواند این پروژه را کنترل کند ، مهمترین قسمت پروژه است.

برنامه این دیمر در محیط BASCOM AVR 1.11.8.1 نوشته شده است.

جهت تهیه نرم افزار BASCOM-AVR ، اینجا کلیک کنید.

$regfile = "m8def.dat" $crystal = 4000000 همانطور که میدانید، دستوراتی که با علامت "$" در BASCOM آغاز میشوند، جزو دستورات کمپایلر به حساب می‌آیند.

و در زمان کمپایل کدی را تولید نمیکنند.

دو دستور فوق نیز همینگونه هستند.

در دستور اول نوع میکرو برای کمپایلر تعریف میشود که در اینجا ATmega8 میباشد و در دستور بعدی فرکانس کریستال بر حسب هرتز مشخص میشود.در این برنامه مقدار فرکانس تعریفی چهار مگاهرتز است.

توجه داشته باشید که من در مدار دیمر دیجیتال خود، از کریستال خارجی استفاده نکردم.

لذا این دستور تعیین کننده فرکانس اسیلاتور داخلی میکروکنترلر میباشد.

Config Pinb.1 = Output ' Gate Triac Config Pind.7 = Input ' Key Up Config Pinb.0 = Input ' Key Dn در سه دستور فوق پین 1 از پورت B بعنوان خروجی پیکر بندی شده ( که جهت کنترل گیت ترایاک است ) و پین 7 از پورت D بعنوان ورودی پیکربندی شده ( که جهت خواندن وضعیت کلید Up است ) و پین صفر از پورت B بصورت ورودی پیکربندی شده ( که جهت خواندن وضعیت کلید Dn است ).

Config Int0 = Rising On Int0 Int0_int در دستورات فوق ابتدا وقفه خارجی صفر بصورت حساس به لبه بالا رونده پالس ورودی تعریف شده و در دستور بعدی کنترل برنامه در زمان آمدن وقفه خارجی صفر به روتین Int0_int سپرده شده است.

دقت کنید که ما در مدار دیمر، پالسهای تولید شده توسط مدار آشکار ساز عبور از صفر را به ورودی وقفه خارجی صفر متصل نمودیم.

Enable Interrupts Enable Int0 در نهایت وقفه های تعریف شده بایستی در برنامه فعال شوند.

دستور اول تمامی وقفه فعال میشوند ( در واقع این دستور این اجازه را میدهد تا از وقفه ها بتوان استفاده نمود ).

و در دستور بعدی وقفه خارجی صفر فعال میگردد.

Dim E As Eram Byte Dim B As Byte Dim D As Byte در دو دستور فوق متغییر های استفاده شده در برنامه تعریف گشته‌اند.

متغییر E بصورت یک بایتی و در حافظه EEPROM میکرو کنترلر تعریف شده است.

این متغییر جهت نگهداری وضعیت تنظیم شده دیمر توسط کاربر بکار برده شده است و همانطور که قبلاً اشاره شد، ما بعد از هر بار تنظیم و جدا کردن میکرو از تغذیه نمی‌خواهیم آخرین تنظیمات انجام شده از بین برود در نتیجه جهت نگهداری این متغییر از فضای EEPROM داخلی میکرو کنترلر استفاده شده است.

تبلیغات سایت مهندس حسین لاچینی در طول اجرای برنامه متغییر B بجای E استفاده میشود و در واقع تمام محاسبات بر روی این متغییر انجام میشود ولی از آنجایی که این مدار باید بتواند تنظیمات خود را حتی بعد از قطع تغذیه در خود حفظ و نگهداری کند لذا هر زمان که این متغییر تغییر میکند مقدار آن در متغییر E ذخیر میشود.

در سطر بعدی برنامه متغییر D بصورت یک بایتی تعریف شده است.

این متغییر در روال مربوط به وقفه استفاده میشود که در آنجا به تفضیل در مورد آن صحبت میکنیم.

If E > 9 Then E = 9 B = E D = 0 Set Portb.1 در دستور بالا آماده سازی‌های اولیه جهت شروع به کار میکرو انجام می‌پذیرد.

در سطر اول در صورتیکه متغییر E مقدار نا معتبری ( بزرگتر از یک ) داشته باشد.

مقدار آن صفر میشود.

در این مرحله مقدار متغییر E از حافظه EEPROM خوانده میشود و سپس در متغییر B قرار خواهد گرفت.

در سطر بعدی پین 1 از پورت B یک میشود.

بدلیل اینکه این پورت از طریق یک ترانزیستور PNP به گیت ترایاک متصل است، لذا جهت خاموش کردن ترانزیستور در ابتدای راه‌اندازی میکرو کنترلر، بیس ترانزیستور PNP باید در سطح یک نگاه داشته شود.

مواردی که در بالا بررسی شد مربوط به پیکربندی و راه اندازی اولیه میکروکنترلر بود.

بعد از این موارد به بدنه اصلی برنامه می‌رسیم که درون حلقه Do-Loop بدون شرط پایان است.

در این حلقه میکرو بصورت متناوب وضعیت کلیدهای مدار را برر سی میکند و متناسب با آن مقدار متغییر E را تغییر میدهد.

در حین انجام این عمل در صورت آمدن وقفه، دستورات مربوط به روال وقف را اجرا میکند.

که در ادامه بحث هر یک را بطور جداگانه بررسی میکنیم.

If Pind.7 = 0 Then If B > 1 Then Decr B Waitms 10 E = B End If در شرط If بالا وضعیت پین 7 از پورت D بررسی میشود.

این پین میکروکنترلر به کلید Up متصل است و همانطور که از نام آن پیداست، با هر بار فشردن این کلید باید مقدار بیشتری از سیگنال برق شهر ورودی به بار در خروجی دیمر منتقل شود.

در نتیجه بایستی میکروکنترلر در زاویه کمتری دستور آتش را به ترایاک بدهد.

لذا با هر بار فشردن این کلید، در صورتی که مقدار متغییر B از 1 کمتر نباشد، یک واحد از آن کم میشود.

توجه داشته باشیم که مقدار مجاز متغییر B در این برنامه بین صفر تا نه تعریف شده است، بنابراین مقدار سیگنال خروجی در دیمر در 10 سطح مختلف قابل تنظیم خواهد بود.

از آنجایی که سرعت اجرای دستور العمل ها در میکروکنترلر بسیار بالاست در صورت فشار دادن کلید برای یک لحظه بسیار کم باعث تغییر بسیار زیاد در متغییر B خواهد شد.

لذا درون دستورات شرط If مربوط به چک وضعیت کلید، یک دستور تاخیر قرار داده شده است، تا از سرعت میکرو کم شود و با نگه داشتن کلید مقدار ولتاژ خروجی به آرامی افزایش یابد.توجه داشته باشید که بدلیل تغییر کردن متغییر B در این مرحله مقدار این متغییر در E ذخیره میشود.

If Pinb.0 = 0 Then If B در شرط If بالا وضعیت پین صفر از پورت D بررسی میشود.

این پین میکروکنترلر به کلید Dn متصل است و همانطور که از نام آن پیداست، با هر بار فشردن این کلید باید مقدار کمتری از سیگنال برق شهر ورودی به بار در خروجی دیمر منتقل شود.

در نتیجه بایستی میکروکنترلر در زاویه یبیشتری دستور آتش را به ترایاک بدهد.

لذا با هر بار فشردن این کلید، در صورتی که مقدار متغییر B از 9 بزرگتر نباشد، یک واحد به آن اضافه میشود.

Int0_int: Set Portb.1 For D = 0 To B Waitus 200 Next D Reset Portb.1 Return روال فوق مربوط به وقفه موجود در میکروکنترلر می‌باشد و همانطور که میدانید این وقفه توسط مدار آشکار ساز عبور از صفر تولید میگردد.

در نتیجه در ابتدای شروع هر نیم سیکل دستورات موجود در روال این وقفه اجرا میشود.

در این وقفه میکروکنترلر در ابتدا ترانزیستور PNP مدار را با یک کردن پین 1 از پورت B خاموش میکند.

در نتیجه در ابتدای شروع هر نیم سیکل ترایاک خاموش خواهد بود.

سپس با توجه به مقدار متغییر B که تعیین کننده زاویه آتش ترایاک است، دستور تاخیر موجود در حلقه For-Next چند بار اجرا میشود و بعد از تاخیر فوق با ریست شدن پین 1 از پورت B ترانزیستور PNP مدار روشن شده و ترایاک را آتش میکند.

حال هر چه مقدار متغییر B اضافه شود، مقدار این تاخیر ( زاویه آتش ) زیاد شده و بخش کمتری از سیگنال ورودی به خروجی دیمر منتقل خواهد شد و بالعکس با کم شدن مقدار B، مقدار این تاخیر ( زاویه آتش ) کم شده و بخش بیشتری از سیگنال ورودی به خروجی دیمر منتقل خواهد شد.

تبلیغات سایت مهندس حسین لاچینی متن کامل برنامه در زیر آورده شده است.

'********************************************* '* This Program Writing By : Hossein Lachini * '* Digitally Dimer With ATmega8 * '* For to get more details visit : * '* www.HLachini.Com * '* Contact to me by : eLachini@Gmail.Com * '********************************************* $regfile = "m8def.dat" $crystal = 4000000 Config Pinb.1 = Output ' Gate Triac Config Pind.7 = Input ' Key Up Config Pinb.0 = Input ' Key Dn Config Int0 = Rising On Int0 Int0_int Enable Interrupts Enable Int0 Dim E As Eram Byte Dim B As Byte Dim D As Byte If E > 9 Then E = 9 B = E D = 0 Set Portb.1 Do If Pind.7 = 0 Then If B > 1 Then Decr B Waitms 10 E = B End If If Pinb.0 = 0 Then If B جهت سهولت شما در ساخت این مدار، من برای شما فایل برنامه دیمر نوشته شده در نرم افزار BASCOM-AVR به همراه فایل Hex آنرا بصورت فشرده در یک فایل Zip قرار دارم.

برای دانلود فایل فوق از لینک زیر استفاده کنید.

Í