دانلود مقاله میکروکنترلر

اختصاصی از فی گوو دانلود مقاله میکروکنترلر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه
میکروکنترلر در واقع یک ریز پردازنده تک تراشه ای است که شامل حافظه داده ، حافظه برنامه ، ورودی و خروجی سریال و موازی ، تایمرها ، وقفه های بیرونی و داخلی می باشد که تمامی آنها روی یک تراشه واحد مجتمع شده اند و می توان آن را به قیمتی کمتر از 2 دلار تهیه نمود0 بر اساس تخمین های زده شده به طور متوسط تعداد 35 میکرو کنترلر در وسایل خانگی یک خانواده متوسط آمریکایی وجود دارد0 بیش از 34 درصد میکروکنترلرها در اتوماسیون اداری نظیر چاپگرهای لیزری ، دستگاه های نمابر تلفنهای هوشمند و نظایر آنها به کار برده می شوند0 بیش از یک سوم میکروکنترلرها در لوازم خانگی الکترونیکی به کار برده شده اند0 در این دسته بندی تولیداتی نظیرCD player ، تجهیزات صوتی hi-fi ، بازیهای ویدیویی ، ماشین لباسشویی ، دستگاههای پخت و پز و نظایر آنها قرار دارند0
بازار تجهیزات مخابراتی ،ادوات نظامی و تجهیزات مربوط به اتومبیل ها بخش باقیمانده از سهم کاربرد میکروکنترلرها را به خود اختصاص داده اند0
میکروکنترلرها به طور معمول با استفاده از زبان اسمبلی مربوطه ، برنامه ریزی می شده اند0 میکروکنترلرهای ساخت تولید کنندگان مختلف ، زبانهای اسمبلی متفاوتی دارند0 زبان اسمبلی شامل عبارتهای کوتاهی برای دستورالعمل ها است به خاطر سپردن این عبارتها مشکل است ونیز برنامه های تهیه شده برای یک میکروکنترلر برای سایر انواع دیگر میکروکنترلرها قابل استفاده نمی باشد0 سختی کار با زبان اسمبلی به خصوص در پیاده سازی پروژه های پیچیده ، متداولترین شکایتی است که در رابطه با برنامه ریزی میکروکنترلرها مطرح می شود0 راه حل این مسئله ، استفاده از زبانهای سطح بالا می¬باشد0 با این کار ، عملیات برنامه ریزی ساده تر گشته ، برنامه خواناتر و انعطاف پذیرتر شده و پشتیبانی از آن نیز ساده تر می گردد0 برای اغلب میکرو کنترلرها کامپایلرهای C و BASIC متفاوتی موجود می باشند0 کامپایلرهای BASIC معمولا‌ً به صورت مفسر بوده و کدهای حاصل از آنها کند می باشند0
یکی دیگراز معایب زبان BASIC این است که اغلب کامپایلرهای BASIC ساختیافته نیستند در نتیجه برنامه سازی با آن کار دشواری می باشد0 در این پروژه از یک کامپایلر حرفه ای C با تمام قابلیتهای آن جهت برنامه ریزی میکرو کنترلر خود استفاده خواهیم کرد0 AT89C2051 متعلق به خانواده استاندارد میکروکنترلرهای 8051 می باشد0 AT89C2051 یک مدار مجتمع 20 پایه می باشد که از لحاظ کد، کاملاً سازگار با برادر بزرگترش 8051 است0 این مدار مجتمع دارای یک درگاه سریال¬، 15 بیت ورودی / خروجی موازی ، 2 عدد تایمر / شمارنده ، 6 منبع وقفه ، 128 بایت حافظه RAM برای داده ها و 2 کیلو بایت حافظه فلش قابل برنامه ریزی مجدد برای ذخیره کردن برنامه می باشد0 دلایل زیادی برای انتخاب AT89C2051 وجود دارد¬، از آن جمله می توان به سازگاری کامل آن با خانواده 8051 و سهولت پاک کردن و برنامه ریزی مجدد آن ، اشاره کرد0 برای این مدار مجتمع نیازی به استفاده از اشعه ماوراء بنفش جهت پاک کردن حافظه برنامه نیست0 حافظه را می توان با استفاده از یک مدار برنامه ریزی کننده ارزان قیمت پاک کرده و مجدداً آن را برنامه ریزی نمود0 از دلایل دیگر انتخاب AT89C2051 کوچکی و ارزان بودن آن است0
سیستم های میکرو کامپیوتری:
اصطلاح میکروکامپیوتربرای توصیف سیستمی به کار می رود که شامل یک ریز پردازنده، حافظه برنامه، حافظه داده و یک ورودی / خروجی ( I / O ) است0 برخی از سیستم های میکرو کامپیوتری شامل اجزاء اضافی نظیر تایمرها ، شمارنده ها و مبدل های آنالوگ به دیجیتال هستند0 با این تفاسیر می توان گفت که تمام موارد ، از یک سیستم کامپیوتر بزرگ که دارای چندین هارددیسک ، فلاپی درایو و چاپگر است ، تا یک سیستم کامپیوتری تک تراشه¬ای ، در زمره سیستم¬های میکرو کامپیوتری به حساب می¬ آیند0

سیر تکاملی میکرو کنترلرها
اولین میکروکنترلرها در اواسط دهه 1970 ساخته شدند0 این میکروکنترلرها در ابتدا پردازنده های ماشین حساب بودند که دارای حافظه برنامه کوچکی از نوع ROM ، حافظه داده بسیار محدود از نوع RAM و تعدادی درگاه ورودی / خروجی بودند0
با توسعه فناوری سیلیکون ، میکروکنترلرهای 8 بیتی قو یتری ساخته شدند0
در این میکروکنترلرها علاوه بر بهینه شدن دستور العمل ها ، تایمر/ شمارنده روی تراشه¬، امکانات وقفه و کنترل بهینه شدن خطوط I / O نیز به آنها اضافه شده است0 حافظه موجود بر روی تراشه هنوز هم محدود می باشد و در بسیاری موارد کافی نیست0 یکی از پیشرفتهای قابل توجه در آن زمان، قابلیت استفاده از حافظه EPROM قابل پاک شدن با اشعه ماوراء بنفش روی تراشه بود0 این قابلیت ، زمان طراحی و پیاده سازی محصول را به طور محسوسی کاهش داد و نیز برای اولین بار امکان استفاده میکروکنترلرها را در کاربردهایی که حجم تولید پایینی دارند ، فراهم ساخت0
خانواده 8051 در اوایل دهه 1980 توسط شرکت اینتل معرفی گردید0 از آن زمان تا کنون ، 8051 یکی از محبوبترین میکروکنترلرها بوده و بسیاری از شرکتهای دیگر نیز به تولید آن اقدام کرده اند0 در حال حاضر مدل های مختلفی از 8051 وجود دارد که در بسیاری از آنها امکاناتی نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال ، حجم نسبتاً بزرگ از حافظه برنامه و حافظه داده ، مدولاتور عرض پالس ( PWM ) در خروجیها و حافظه فلش ( flash ) که امکان پاک کردن و برنامه ریزی مجدد آن توسط سیگنال های الکتریکی وجود دارد ، تعبیه شده است0
میکروکنترلرها اکنون به سمت 16 بیتی شدن در حرکت هستند0 میکروکنترلرهای 16 بیتی، پردازنده هایی با کارآیی بالا ( نظیر پردازش سیگنال های دیجیتال ) می باشند که در کنترل فرآیند های بلادرنگ و در مواردی که حجم زیادی از عملیات محاسباتی مورد نیاز است ، به کار برده می شوند0
بسیاری از میکروکنترلرها 16 بیتی ، امکاناتی نظیر حجم زیاد حافظه برنامه و حافظه داده ، مبدل های آنالوگ به دیجیتال چند کانالی ، تعداد زیادی درگاه I / O ، چندین درگاه سریال ، عملکردهای بسیار سریع ریاضی و منطقی و مجموعه دستورالعمل های بسیار قدرتمند با قابلیت پردازش سیگنال را دارا می باشند0

معماری داخلی میکرو کنترلرها
ساده¬ترین معماری میکرو کنترلر، متشکل از یک ریزپردازنده، حافظه و درگاه ورودی/ خروجی است 0 ریز پردازنده نیز متشکل از واحد پردازش مرکزی ( CPU ) و واحد کنترل (CU ) است 0
CPU در واقع مغز یک پردازنده است و محلی است که در آنجا تمامی عملیات ریاضی و منطقی ، انجام می شود0 واحد کنترل ، عملیات داخلی ریز پردازنده را کنترل می کند و سیگنال های کنترلی را به سایر بخشهای ریز پردازنده ارسال می کند تا دستور العمل های مورد نظر انجام شوند0
حافظه بخش خیلی مهمی از یک سیستم میکروکامپیوتری است 0 ما می توانیم بر اساس به کار گیری حافظه آن را به دو گروه دسته بندی کنیم : حافظه برنامه و حافظه داده 0 حافظه داده ، تمام کد برنامه را ذخیره می کند0 این حافظه معمولاً از نوع حافظه فقط خواندنی (ROM ) می باشد0 انواع دیگری از حافظه ها نظیر EPROM و حافظه های فلش ( EPROM ) برای کاربردهایی که حجم تولید پایینی دارند و همچنین هنگام پیاده سازی برنامه به کار می روند0 حافظه داده از نوع حافظه خواندن / نوشتن ( RAM ) می باشد0 در کاربردهای پیچیده که به حجم بالایی از حافظه RAM نیاز داریم ، امکان اضافه کردن تراشه های حافظه بیرونی به اغلب میکروکنترلرها وجود دارد0
درگاههای ورودی / خروجی ( I / O ) به سیگنال های دیجیتال بیرونی امکان می دهند که با میکروکنترلر ارتباط پیدا کند0 درگاههای I /O معمولاً به صورت گروههای 8 بیتی دسته بندی می شوند و به هر گروه نیز نام خاصی اطلاق می شود0 به عنوان مثال ، میکروکنترلر 8051 دارای 4 درگاه ورودی / خروجی 8 بیتی می باشد که
P3 . P2 . P1 . P0 نامیده می شوند 0 در تعدادی از میکروکنترلرها ، جهت خطوط درگاه I /O قابل برنامه ریزی می باشد0 لذا بیت های مختلف یک درگاه را می توان به صورت ورودی یا خروجی برنامه¬ریزی نمود0 در برخی دیگر از میکروکنترلرها ( ازجمله میکروکنترلرهای خانواده 8051 ) درگاه¬های I / O به صورت دو طرفه می باشند0 هر خط از درگاه I / O این گونه میکروکنترلرها را می توان به صورت ورودی و یا خروجی مورد استفاده قرار داد0 معمولاً ، این گونه خطوط خروجی ، به همراه مقاومتهای pull-up بیرونی به کار برده می شوند 0

خانواده 8051
خانواده 8051 یک خانواده میکرو کامپیوتر ( میکروکنترلر ) 8 بیتی تک تراشه ای استاندارد است که بسیار محبوب و عامه پسند می باشد و توسط سازندگان مختلف با قابلیت های متفاوت تولید می گردد0 آی سی استاندارد اصلی که اولین عضو این خانواده می باشد ، 8051 است که یک میکروکنترلر 40 پایه می باشد0 هم اکنون این آی سی با پیکر بندی های مختلف موجود می باشد0 80C51 نوع CMOS و کم مصرف این خانواده است0 8751 دارای حافظه برنامه از نوع EPROM است که عمدتاً در هنگام پیاده سازی به کار برده می شود0
89C51 نیز دارای حافظه فلش قابل برنامه ریزی و پاک شدن (PEROM) است لذا بدون نیاز به پاک کردن با اشعه ماوراء بنفش می توان حافظه برنامه را برنامه ریزی کرد0 8052 عضو بهینه شده این خانواده می باشد و حافظه RAM آن بیشتر بوده و تعداد تایمر / شمارنده آن نیز بیشتر است0 انواع مختلفی از خانواده 40 پایه وجود دارد که دارای مبدل های آنالوگ به دیجیتال ، مدولاتورهای عرض پالس و نظایر آن هستند0 در بخش پایین خانواده 8051 ، میکرو کنترلرهای 20 پایه قرار دارند که از لحاظ کد ، سازگاری کاملی با انواع 40 پایه دارند0 این ادوات 20 پایه برای کاربردهایی با پیچیدگی کمتر که نیاز به خطوط I /O کمتری دارند و نیز برای کاربردهایی که باید مصرف توان کمتری داشته باشند ( مثل سیستم های قابل حمل ) ساخته شده اند0
آی سی های AT89C2051 و AT89C1051 ( ساخت شرکت Atmel ) چنین میکروکنترلرهایی هستند که از لحاظ کد سازگاری کاملی با خانواده 8051 دارند و مصرف توان آنها نیز کمتر است0 جدول 1-1 فهرستی از مشخصات برخی از اعضای خانواده 8051 را ارائه می کند دلایل انتخاب AT89C2051 عبارتند از قیمت ارزان ، توان مصرفی کم ، حجم کوچک (20 پایه) و قابلیتهای زیاد اطلاعات کاملتر در مورد این میکروکنترلرها را می توانید از برگه مشخصات آنها که توسط سازندگان ارائه می شوند استخراج کنید0

معماری خانواده 8051
8051 یک میکروکنترلر 8 بیتی با مصرف کم و قابلیت زیاد است0 تعداد زیادی از اعضا خانواده 8051 دارای معماری مشابهی هستند و هر یک از اعضا با اعضای دیگر سازگار می باشند0 قابلیتهای میکروکنترلر 8051 استاندارد به شرح زیر می باشد:
• 4 کیلو بایت حافظه برنامه
• 8 ×256حافظه داده رم
• 32 خط I /O قابل برنامه ریزی
• دو عدد تایمر / شمارنده 16 بیتی
• 6منبع وقفه
• درگاه UART سزیال قابل برنامه ریزی
• قابلیت اتصال به حافظه بیرونی
• بسته بندی 40 پایه استاندارد
انواع دارای EPROM این خانواده ( مثلاً 8751 ) برای پیاده سازی و طراحی به کار برده می شوند و حافظه برنامه آنها را می توان توسط منبع نور ماوراء بنفش پاک کرد0 چیدمان پایه های 8051 استاندارد ، در شکل 1-1 نشان داده شده است0

آی سی AT89C2051 یکی از اعضای ساده تر خانواده 8051 می باشد و برای کاربردهایی که پیچیدگی کمتری دارند ، طراحی شده است0 این آی سی دارای 2 کیلو بایت حافظه فلش قابل برنامه ریزی (PEROM) است که با استفاده از دستگاه برنامه ریزی کننده مناسب می توان این حافظه را پاک کرده ومجدداً برنامه ریزی نمود0 AT89C2051 دارای 128 بایت RAM و 15 خط I / O قابل برنامه ریزی است0 کدی که برای این مدار مجتمع نوشته شود ، روی 8051 استاندارد بدون نیاز به هر گونه تغییری ، کار می کند0 همان گونه که در شکل 2-1 نشان داده می شود ، مدار مجتمع AT89C2051 درون محفظه ای 20 پایه قرار داده شده است0

پیکر بندی پایه ها
توضیحات مربوط به پایه های مختلف به شرح زیر می باشد:
RST
این پایه ورودی ریست می باشد0 این ورودی باید در شرایط عادی ، در وضعیت صفر منطقی قرار گیرد0 قرار دادن پایه RST در وضعیت « 1 » منطقی به مدت حداقل دو سیکل ماشین موجب ریست شدن می شود0 وصل کردن یک خازن و یک مقاومت بیرونی به این پایه موجب می شود که آی سی در هنگام روشن شدن ریست شود ( به شکل 3-1 و 4-1 توجه کنید )0

P3.0
این پایه ، یک پایه I / O دو طرفه است ( بیت صفر درگاه 3 ) و دارای مقاومت
Pull – up داخلی است0 اگر از این آی سی به عنوان UART جهت دریافت داده های سریال استفاده شود ، آنگاه پایه مذکور به عنوان ورودی دریافت داده (RXD) عمل خواهد کرد0

P3.1
این پایه ، یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه است ( بیت 1 درگاه 3 ) و دارای مقاومت pull-up داخلی است0 هرگاه از این آی سی به عنوان UART برای ارسال سریال داده ها استفاده شود ، آنگاه این پایه ، مشابه خروجی ارسال داده (TXD) عمل خواهد کرد0

XTAL 2 و XTAL 1
برای عملکرد نوسان ساز داخلی ، باید به این دو پایه ، کریستال بیرونی وصل شود0 معمولاً مطابق شکل 3-1 و 4-1 دوخازن 33 پیکو فارادی نیز به همراه کریستال وصل می شوند0 سیکل ماشین از تقسیم کردن فرکانس کریستال به عدد 12 به دست می آید ، لذا با کریستال 12 مگاهرتزی ، سیکل ماشین یک میکرو ثانیه خواهد بود0 بسیاری از دستورالعمل ها در یک سیکل ماشین انجام می شوند0
P3.2
این پایه ، یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه است (بیت 2 درگاه 3) و دارای مقاومت pull-up داخلی است 0 در ضمن این پایه ، پایه وقفه بیرونی شماره صفر (INT0) نیز می باشد0

P3.3
این پایه یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه است ( بیت 3 درگاه 3 ) و دارای مقاومت pull-up داخلی است0 در ضمن این پایه ، پایه وقفه بیرونی شماره 1 (INT1) نیز می باشد0
P3.4
این پایه ، یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه است (بیت 4 درگاه 3 ) و دارای مقاومت pull-up داخلی است0 در ضمن این پایه ورودی شمارنده صفر (T0) نیز می باشد0
P3.5
این پایه ، یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه است(بیت 5 درگاه 3 ) و دارای مقاومت pull-up داخلی است0 در ضمن این پایه ، ورودی شمارنده 1 نیز می باشد0
GND
پایه زمین
P3.6
این پایه ، یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه است0 این پایه در AT89C2051 قابل دسترسی نیست0 در آی سی 8051 استاندارد این پایه ، به عنوان پایه نوشتن در حافظه (WR) بیرونی نیز به کار برده می شود0
P3.7
این پایه ، یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه است ( بیت 7 درگاه 3 ) در آی سی 8051استاندارد ، این پایه به عنوان پایه خواندن داده ها از حافظه بیرونی (RD) نیز به کار برده می شود0

P1.0
این پایه که بیت صفر درگاه یک می باشد ، یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه می باشد0 در آی سی های 20 پایه ، این پایه دارای مقاومت pull-up داخلی نیست0 همچنین در آی سی های 20 پایه ، به عنوان ورودی مثبت مقایسه گر آنالوگ (AIN0) نیز به کار برده می شود0
P1.1
این پایه که بیت 1 درگاه 1 می باشد ، یک پایه ورودی / خروجی دو طرفه می باشد0 در آی سی های 20 پایه ، این پایه دارای مقاومت pull-up داخلی نیست 0 همچنین در آی سی های 20 پایه ، به عنوان ورودی منفی مقایسه گر آنالوگ (AIN1) نیز به کار برده می شود0
P102 تا P1.0
این پایه ها ، باقیمانده پایه های ورودی / خروجی دو طرفه درگاه1 می باشند 0 این پایه ها دارای مقاومت pull-up داخلی هستند0
VCC
ولتاژ تغذیه
P0.0 تا P0.7
این پایه ها ، هشت پایه ورودی / خروجی درگاه صفرآی سی 8051 استاندارد هستند0 این پایه ها دارای مقاومت pull-up داخلی نیستند0 پایه های P0.0 تا P0.7 به منظور ایجاد بیت های پایین آدرس ) A0 تا A7 ) و داده ، در طی خواندن از حافظه برنامه بیرونی و یا در طی دستیابی به حافظه داده بیرونی ، به کار برده می شوند0

P2.0 تا P2.7
این پایه ها ، هشت پایه ورودی / خروجی درگاه 2 آی سی 8051 هستند0 این پایه ها دارای مقاومت pull-up هستند0 پایه های P2.0 تا P2.7 به منظور ایجاد بیت های بالای آدرس ( A8تا A15 ) در طی خواندن از حافظه برنامه بیرونی و یا در طی دستیابی به حافظه داده بیرونی ، به کار برده می شوند0

EA / VPP
پایه EXTERNAL ACCESS در 8051 استاندارد می باشد0 به منظور اجرای برنامه داخلی میکروکنترلر ، پایه EA باید به VCCوصل شود0 همچنین در طی عملیات برنامه ریزی باید به این پایه ، ولتاژ برنامه ریزی کننده را اعمال کرد0

PSEN
پایه PROGRAM STORE ENABLE در 8051 استاندارد موجود می باشد0 این پایه در هنگامی که میکروکنترلرها کدها را از حافظه بیرونی اجرا می کند ، فعال می شود0
ALE / PROGE
پایه ADDRESS LATCH ENABLE در 8051 استاندارد موجود می باشد0 این پایه برای ضبط بایت پایین آدرس در طی دسترسی به حافظه خارجی ، به کار برده می شود0

تایمر(کانتر)
همان طور که می دانیم تایمرها یا کانترها از یک سری فلیپ فلاپ تشکیل شده اند که می توانند به صورت سنکرون و یا آسنکرون باشد0 برای بررسی موضوع مدار زیر را که شمارنده آسنکرون می باشد در نظر بگیرید که در آن خروجی های Q0 الی Q3 به عنوان ارقام اصلی این شمارنده در نظر می گیریم که در این صورت خروجی این شمارنده می تواند از Q3Q2Q1Q0 = 0000 الی Q3Q2Q1Q0 = 1111 تغییر کرده و مجدداً با پالس بعدی کلاک ورودی خروجی شمارنده به صفر برسد اما همزمان با این عمل چون Q3 از یک به صفر می رسد مقدار Q4 نیز یک می گردد ، یعنی یک شدن Q4 می تواند بیان کننده این مطلب باشد که شمارنده به حداکثر مقدار خود رسیده و سپس صفر شده است که اصطلاحاً به آن سرریز شمارنده می گویند0 یعنی در آن مدار خروجی های Q0 الی Q3 به عنوان ارقام شمارش و خروجی Q4 بیان کننده سرریز شمارنده می باشد0
اگر کلاک اعمالی به این شمارنده یک مقدار معین و مشخص باشد در این صورت می توان با در نظر گرفتن مدت زمان سرریز شمارنده زمان های مشخص و معین ایجاد کرد یا اصطلاحاً با این شمارنده زمان را اندازه گیری نمود که در این حالت از شمارنده به عنوان تایمر استفاده کرده ایم0
اما اگر پالس اعمالی به ورودی کلاک شمارنده به وسیله عنصر خارجی ( نظیر عبور یک قطعه از مقابل چشم الکترونیک و ایجاد یک پالس ورودی کلاک ) تعیین شود در این صورت از این مدار به صورت شمارنده یا کانتر استفاده کرده ایم0

عملکرد تایمر( کانتر)
عملکرد هر یک از تایمرهای 8051 را می توان به صورت بلوک شکل (2) نشان داد که می توان از آن ، هم به عنوان تایمر و هم شمارنده استفاده کرد0

همان طور که دیده می شود شمارنده دارای 16 بیت ورودی است که با آن می توان عدد دلخواه را ابتدا در شمارنده قرار داد و همچنین 16 بیت خروجی که عدد شمارنده را نشان می دهد و حداکثر مقدار آن برابر FFFFH یا 65535 می باشد و بعد از FFFFH خروجی به 0000H بر می گردد و در این لحظه بیت سرریز شمارنده فعال می شود ( یک می شود ) 0
منبع ساعت یا ورودی CLOCK این شمارنده می تواند داخلی و با فرکانس معین باشد( به وسیله اسیلاتور داخلی میکروکنترلر ) که در این حالت از شمارنده به عنوان تایمر استفاده می شود0 اما برای حالت شمارنده ورودی کلاک به وسیله پالس های اعمالی توسط عنصر خارجی تأمین می¬شود ( نظیر قطع و وصل شدن یک میکروسوئیچ به وسیله یک قطعه یا عبور یک قطعه از مقابل چشم الکترونیکی و ایجاد پالس و اعمال آن به ورودی کلاک ) برای شمارش حوادث بیرونی به عنوان کانتر استفاده می شود0
در حالت شمارنده فرکانس اعمالی به وسیله عنصر خارجی معلوم می شود و در نتیجه مقدار مشخص و حتی ثابتی نیست اما در حالت تایمری فرکانس اعمالی به مدار شمارنده 1 /12 فرکانس اصلی سیستم میکروپرسسوری می باشد مثلاً اگر کریستالی که برای میکروپرسسور قرار گرفته است 12MHZ باشد آنگاه ( در حالت تایمری ) فرکانس داخلی یا کلاک شمارنده 1MHZاست0
در حالت تایمری با فرض فرکانس 1MHZ برای کلاک شمارنده ( فرکانس سیستم 12MHZ) و با فرض اینکه شمارنده در ابتدا با عدد 59536 بار شده باشد0 مدت زمان لازم برای فعال شدن پرچم سرریز به صورت زیر می باشد0
برای فعال شدن سرریز ، شمارنده باید از عدد 59536 به 65535 ( یا FFFFH ) و سپس به 0000H برگردد که در این صورت تعداد پالس لازم برای این تعداد شمارش برابر است با:
(65535-69536)+1=6000 اما از آنجایی که مدت زمان لازم برای یک پالس 1µ S می باشد (f=1MHZ) پس مدت زمان لازم برای فعال شدن بیت سرریز برابر است با:
6000×1µS= 6msec
اگر فرکانس اصلی سیستم 6MHZ باشد برای تولید مدت زمان 20msec ( مدت زمان لازم برای فعال شدن پرچم سرریز ) عددی که باید در شمارنده قرار گیرد به صوررت زیر می باشد0
= 6MHZ / 12 = 0.5 MHZ فرکانس تایمر
= 1/0.5MHZ = 2 مدت زمان لازم برای یک پالس سرریز
= 20 ms/2 µs = 1000 تعداد پالس های لازم برای یک پالس سرریز
یعنی شمارنده باید با عدد ( -1000 ) یا ( D8F0H ) پر می شود0

ثبات حالت تایمر (TMOD) و کنترل تایمر (TCON)
ثبات حالت تایمر (TMOD) :
این ثبات که جزو ثبات های SFR با آدرس بایت 89H است بیت آدرس پذیر نبوده و شامل 8 بیت جهت تعیین وضعیت تایمرهای شماره صفر و یک میکروکنترلر می باشد0 ( 4 بیت با ارزش برای تایمر یک و 4 بیت کم ارزش برای تایمر صفر)
که اکنون به به توضیح هر یک از این بیت ها می پردازیم:

GATE
(بیت 7) : اگر این بیت 1 باشد در این صورت تایمر فقط وقتی که 1NT1 فعال باشد کار می کند (برای حالتی به کار می رود که بخواهیم فاصله زمانی بین دو پالس را اندازه بگیریم)0 اگر این بیت صفر باشد کار عادی تایمر انجام می شود0
C/T (بیت6): اگر این بیت یک باشد به صورت شمارنده عمل می کند ( که در این حالت فرکانس مدار تایمر شماره 1 میکروکنترلر به وسیله عنصر خارجی تعیین می شود ) این فرکانس به پایه 15 میکروکنترلر ) T1 یا P3.5 ) اعمال می گردد و اگر این بیت صفر باشد ورودی CLOCK شمارنده به فرکانس داخلی آی سی وصل شده و تایمر به صورت زمان سنج یا تایمر عمل می کند0 بیت¬های M1.M0 : به حالت شمارنده معروفند که باعث می شود تا تایمر یکی از 4 حالت زیر را پیدا کند0
برای تطبیق یا 8048 که تایمر به صورت 13 بیتی عمل می کند M1M0 = 00 تایمر به صورت 16 بیتی عمل می کند M1M0 = 01 تایمر به صورت 8 بیتی با بار شدن خود به خودM1M0 = 10 تایمردو قسمت می¬شود وهر تایمر به صورت دو تایمر8 بیتی عمل میکندM1M0 = 11
که نمایش عملکرد بلوکی تایمر در هر یک از چهار مد بالا به صورت زیر است 0

حال به تشریح هر یک از حالتهای زیر می پردازیم :
حالت ( M1M0 = 00 ) 0 : در این حالت تایمر ( شمارنده ) به یک شمارنده 13 بیتی تبدیل می شود که جهت سازگاری 8051 با میکروکنترلر قبل از آن 8048 می باشد که دراین حالت 5 بیت کم ارزش تایمر (TLX) به همراه 8 بیت باارزش تایمر (THX) تشکیل یک تایمر 13 بیتی می دهد و از 3 بیت با ارزش بایت کم ارزش تایمر استفاده نمی شود0
حالت (M1M0=01) 1: در این حالت تایمر ( شمارنده ) به صورت یک شمارنده 16 بیتی عمل کرده که با آمدن پالس تایمر شروع به افزایش می کند و در هنگام گذر از FFFFH به 0000H پرچم سرریز تایمر را فعال (1 ) می کند و تایمر به شمردن ادامه می دهد که وظیفه برنامه نویس است که با توجه به فعال شدن TFX تصمیم لا زم را اتخاذ کند0
حالت (M1M0=10)2 : در این حالت بایت با ارزش تایمر به عنوان یک مقدار برای بارگیری مجدد و بایت کم ارزش تایمر ( شمارنده ) به عنوان یک شمارنده 8 بیتی عمل می کند که هنگام گذر عدد از FFH به 00Hبیت سرریز را یک می کند و همزمان با یک کردن پرچم سرریز محتوای 8 بیت با ارزش تایمر ( THX ) به بایت کم ارزش ( TLX ) که نقش شمارنده را بازی می کند منتقل می گردد و دیگر لازم نیست درهر بار سرریز برنامه نویس این کار را انجام می دهد0
لذا بر عهده برنامه نویس است که قبلاً عدد مناسب را در THX قرار دهد0 ( به اصطلاح عدد دهی شود )
حالت ( M1M0=11)3 : حالت تایمر تفکیک شده در این حالت تایمر صفر به دو تایمر مجزای 8 بیتی تبدیل می شود که یکی تایمر 8 بیتی TL0 در گذر از FFH به 00H پرچم TF0 را فعال می کند و تایمر دوم ( 8 بیت دوم ) همان بایت باارزش تایمر صفر یا TH0 می باشد که در گذر از FFH به 00H بیت سرریز تایمر یا TF1 را فعال می کند یعنی در این مد پرچم سرریز تایمر یک نمی تواند از آن استفاده کند0
تذکر: در این مد اگر چه TF1 در اختیار تایمر شماره 1 نیست اما تایمر 1 می تواند به عنوان یک شمارنده عمل کند ولی دیگر TF1 را متأثر نمی کند0
TF0 و TF1( پرچم های سرریز دو تا یمر یا TFX ) دو بیت از بیت¬های ثبات کنترلی تایمر (TCON) بوده که به توضیح آن می پردازیم0

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  44  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله میکروکنترلر 89C51 از خانواده MCS-51Tm و سخت افزار مدار پایه های آن و قابلیت های موجود در آن

اختصاصی از فی گوو دانلود مقاله میکروکنترلر 89C51 از خانواده MCS-51Tm و سخت افزار مدار پایه های آن و قابلیت های موجود در آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه:
یکی از کمیتهایی که در صنایع دانستن مقدار آن اهمیت زیادی دارد دما می باشد. به خصوص در کوره ها و جاهایی که امکان دمای بالا وجود دارد داشتن مقدار دقیق دما بسیار حائز اهمیت است. پروژه ای هم که اینجانب به عنوان پروژه پایان دوره تحصیلات کارشناسی خود انتخاب نموده ام نمایش دمای از 0 تا 1500 درجه سانتی گراد می باشد که سنسور دما از نوع ترموکوپل، میکروکنترلر مورد استفاده از خانواد 8051 و نمایش گر هم از نوع LCD می باشد.
امروزه اهمیت استفاده از میکروکنترلرها بر کسی پوشیده نیست. میکروکنترلر دارای یک CPU به همراه مقدار ثابتی ROM , RAM و پورتهای I/O ، تایمر درون خود می باشد و این امر باعث می شود که میکروکنترلر فضای بسیار کم و قیمتی مناسب و ارزان را دارا می باشد و در کاربردهای نه چندان پیچیده و تک منظوره از آنها استفاده می شود. در حال حاضر تقریباً در تمام وسایلی که روزانه با آنها سروکار داریم. مانند لوازم خانگی، لوازم اداری، لوازم خودرو و … وجود آنها را احساس می کنیم.
در این پروژه هم به عنوان بخش مهم و اصلی سیستم از یک نوع این میکروکنترلرها استفاده کرده ایم. میکروکنترلرها برحسب کارخانه سازنده آنها انواع و مدلهای مختلفی دارند که انواع میکروکنترلرها همراه با کارخانه سازنده آن و زبانهای برنامه نویسی در زیر لیست می شود.

و خانواده MCS51 شامل انواع IC ها به شرح زیر می باشد.

در پروژه ای که شرح آن می رود از میکروکنترلر 89C51 از خانواده MCS-51Tm استفاده شده است و سخت افزار مدار پایه های آن و قابلیت های موجود در آن در بخش های بعدی پروژه توضیح داده می شود.
امیدوارم دانشجویان و اساتید محترم با ارائه نظرات و پیشنهادات خود یاری گر اینجانب در انجام پروژه های بزرگتر باشند.
با تشکر
فصل اول: مطالب تئوری و توضیح المانهای مدار
بخش اول: آی سی های جبران ساز دما
1- آدرس های مبدل دما به کمیت الکتریکی
2- مبدل دما به ولتاژ
3- ترموکوپل
4- قوانین ترموکوپل ها
5- مدار داخلی جبران ساز دما (AD595) , (AD594)
بخش دوم: LCD
1- مقایسه LCD با LED های هفت قسمتی
2- شرح پایه های LCD
3- عملکرد LCD
4- فرستادن اطلاعات به LCD
5- نحوه اتصال به LCD به میکروکنترلر
بخش سوم: میکروکنترلر
1- اجزاء یک سیستم میکروکامپیوترها
2- واحد پردازش مرکزی (cpu)
3- حافظه RAM و ROM و گذرگاه ها
4- خانواده MCS – 51Tm
5- بررسی پایه های 8051
6- پورت های ورودی و خروجی میکرو
بخش چهارم: مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC 804)
1- اتصال ADC و سنسورها به 8051
2- پایه های ADC 804
3- خروجی های ADC 804
4- زمین آنالوگ و زمین دیجیتال ADC 804
5- تست ADC 804
6- اتصال سنسور حرارت به 8051
مبدل دما به کمیت الکتریکی
عناصر نیمه هادی وابستگی زیادی به حرارت دارند. از این خاصیت جهت ساخت مدارات مجتمع که سنسور دما می باشند استفاده می شود. در این مدارات مجتمع ولتاژ با جریانی متناسب با دمای مطلق (درجه کلوین) ایجاد می شود. وابستگی عناصر نیمه هادی به دما به سه صورت ظاهر می شود.
1- صورت اول ایجاد زوج الکترون – حفره ناشی از حرارت می باشد الکترونهای باند والانس با گرفتن انرژی حرارتی لازم به باند هدایت می روند. نرخ ایجاد زوج الکترون – حفره در این فرایند به طور نمایی با حرارت افزایش می یابد.
2- در یک پیوند P–N زوج الکترون – حفره های ایجاد شده در نزدیکی ناحیه تخلیه در جهت میدان الکتریکی پیوند حرکت کرده و باعث ایجاد جریان اشباع معکوس می شوند. پارامترهای بسیاری در وابستگی این جریان به حرارت نقش دارند. ولی بطور ساده می توان دید که بازای C100 افزایش حرارت مقدار جریان حدوداً دو برابر می شود از تغییر جریان اشباع معکوس با دما می توان به عنوان اندازه گیری دما استفاده کرد ولی متأسفانه این پارامتر در دو عنصر مشابه یکسان نبوده و علاوه به این شدت غیر خطی است.
3- اثر دیگر دما روی پیوند P-N تغییر ولتاژ دو سر پیوند در بایاس مستقیم و در یک جریان ثابت است.
مبدلهای دما به ولتاژ:
شکل شماره 1-1 زیر یک مبدل دما به ولتاژ را نشان می دهد مجموعه ترانزیستورهای Q3 الی Q5 تشکیل منبع جریان را می دهند. سطح مقطع امیترترانزیستور Q5 8 برابر Q3 و Q4 می باشد.
ولتاژ تقویت شده می باشد. گین تقویت کننده فوق R3/R2 بوده و لذا ولتاژ خروجی به صورت زیر است که تابعی خطی از دمای مطلق می باشد باید توجه داشت که ساخت چنین مداری بصورت گسسته نیاز به مقاومتهای دقیق با ضریب حرارتی یکسان دارد. مداری که شرح آن رفت. جزو مبدلهای سه پایه می باشد که پایه های آن عبارتند از V+ و زمین و از نمونه های عملی چنین مبدلی می توان به مدار مجتمع LM35 اشاره کرد.

مبدل دما به ولتاژ با دو پایه:
عملکرد این نوع از مدارات مجتمع مانند یک دیودزنر بوده که ولتاژ شکست آن با دما به طور خطی تغییر می کند مانند شکل زیر نمونه ای از مدار داخلی این نوع مبدل را نشان می دهد در اینجا نیز اساس کار مانند قبل آشکار نمودن اختلاف ولتاژ بیس دو ترانزیستور با جریان متفاوت است. در این شکل 2-1 اگر گین A2 بزرگ باشد، به اجبار ولتاژ کلکتورهای Q1 و Q2 نیز مساوی خواهد بود. این مطلب بخاطر وجود فیدبک منفی شدید می باشد. فرض کنید که بنا به دلیلی ولتاژ کلکتور Q1 بالا رود. این حالت باعث می شود تا خروجی تقویت A2 مثبت باشد و جریان Q3 و Q4 افزایش یابد. این افزایش جریان کاهش ولتاژ را بدنبال داشته و لذا ولتاژ دو سر مقاومت R4 نیز کاهش می یابد این به معنی کم شدن Vbe می باشد که در نتیجه افزایش جریان Q1 و کاهش ولتاژ کلکتور آن را در پی خواهد داشت.

در صورتیکه فاصله منبع حرارت از دستگاه اندازه گیری خیلی زیاد باشد همچنین می توان ICAD590 که یک منبع جریان وابسته به حرارت، حساسیت استفاده نمود.
ترموکوپل:
در سال 1821 توماس سی بک موفق به کشف ولتاژ ترموالکتریک (یک ولتاژ سی بک) گردید که امروزه به عنوان یکی از ابزار مهم در اندازه گیری حرارت بحساب می آید.
اگر در فلز مختلف A و B که در یک نقطه به یکدیگر متصل شوند در محل اتصال آنها یک اختلاف پتانسیل الکتریکی که به آن پتانسیل تماس، ولتاژ ترمو الکتریک یا emf می گویند، بوجود می آید.
میزان پتانسیل تماس بستگی به جنس دو فلز A و B و نیز دمای محل تماس (T) دارد و از نظر ریاضی توسط یک چند جمله ای قابل بیان می باشد.

مقادیر و و … بستگی به جنس دو فلز A و B دارند. به عنوان مثال مقادیر فوق برای دو فلز آهن – کنستانتان که در طبقه بندی ترموکوپلها نوع J را تشکیل می دهند بصورت زیر می باشد.

شکل 3-1 چند نمونه منحنی مشخصه ترموکوپلهای صنعتی را نشان می دهد.

همانطور که در شکل پیداست ترموکوپل یک مدار بسته متشکل از محل اتصال با دماهای T1 و T2 می باشد اگر یک ولتمتر با امپدانس ورودی خیلی بالا را در مدار قرار دهیم بطوریکه بتوان از جریان حلقه صرفنظر نمود، در این صورت ولتاژ اندازه گیری شده عبارت خواهد بود از تفاوت پتانسیل تماس در نقاط اتصال.

بنابراین emf اندازه گیری شده بستگی به دماهای T1 و T2 در هر دو محل اتصال دارد. در ادامه بحث T1 دمای مورد اندازه گیری که به آن دمای اتصال گرم (Hot junction) نیز می گویند خواهد بود و همچنین T2 درجه حرارت اتصال مرجع که به آن اتصال سرد (cold junction) یا (Reference junction) نیز می گویند خواهد بود بدیهی است که جهت پی بردن به مقدار دقیق T1 از روی ولتاژ ترموالکتریک اندازه گیری شده مقدار حرارت اتصال مرجع T2 می بایست معلوم باشد در زیر به پنج قانون مربوط به رفتار ترموکوپل را که در اندازه گیری درجه حرارت بسیار مهم می باشند را خلاصه کرده است.
قانون اول: ولت ترموالکتریکی مستقل از دمای سیمهای رابطه بوده و فقط به دمای محل اتصالات بستگی دارد.
این قانون از این نظر مهم است که در نصب ترموکوپل در محیطهای صنعتی، سیم های رابط و نیز اتصال مرجع ممکن است. متأثر از تغییرات شدید دمای محیط خود باشند. مانند Law1 از شکل 4-1.
قانون دوم: در صورتیکه یک فلز سوم C به مدار A یا B اضافه شود. بشرطی که اتصالات جدید دارای دمای یکسانی باشد، emf تغییری نخواهد کرد. این قانون بدین معنی است که مثلاً یک ولتمتر بدون آن که در ولتاژ مدار تأثیر بگذارد می تواند وارد مدار شود. مانند Law2 از شکل 4-1
قانون سوم: اگر فلز سوم، C بین A و B در هر اتصال قرار گیرد در صورتیکه در محل اتصالات AC و CB دارای دمای یکسانی باشند باز هم emf تغییری نمی کند. کاربرد عملی این قانون این است که سیمهای A و B می توانند توسط یک فلز سوم در محل های اتصالات به هم جوش داده شوند. به علاوه می توان ولتمتر را در محل اتصال مرجع در مدار قرار داد. مانند Law3 از شکل 4-1.
قانون چهارم: این قانون به نام قانون فلزات میانی معروف می باشد بر طبق این قانون می توان emf دو فلز، مثلاً مس – آهن (AB) را از emf های مس – کنستانتان (AC) و کنستانتان – آهن (CB) استنتاج نمود. مانند Law4 از شکل 4-1.

قانون پنجم: این قانون به نام قانون دمای میانی معروف است. مطابق این قانون: بطوریکه T3 حرارت میانی می باشد. اگر باشد. مانند Law5 از شکل 4-1.

در شکل 5-1 اهمیت نصب صحیح ترموکوپلها را نشان می دهد در این حالت هدف اندازه گیری حرارت در داخل یک لوله حاوی بخار با فشار بالا می باشد. حرارت مذکور که حدود C2000 می باشد. توسط ترموکوپل کرومل – آلومل با اندازه گیری می نماییم. حال به بررسی هر یک از حالتهای a تا d می پردازیم.

(a در حالت a برای اندازه گیری دما در کنار لوله کار بی ارزش و بیهوده ای است چون درجه حرارت اتصال مرجع می تواند دارای تغییرات شدید از یر صفر در هوا خیلی سرد تا احتمال C500+ در صورت نشت بخار باشد.
(b در این حالت قرار دادن ولتمتر در اتاق کنترل توسط سیم های مسی به ترموکوپل متصل شده به همان اندازه حالت (a) بی فایده است و emf اندازه گیری شده خطا و بی مفهوم است.
(c در این حالت ترموکوپل توسط سیم های از جنس خودش و یا احتمالاً سیم های جبرانی به اتاق کنترل برای اندازه گیری رفته است. در این حالت دیگر اتصال مرجع به اتاق کنترل که دارای نوسانات حرارتی خیلی کمتری (حداکثر C100) می باشد، منتقل شده است.
البته این روش هنوز برای یک اندازه گیری دقیق غیر قابل قبول بوده و بهتر است که اتصال مرجع در یک دمای ثابت کنترل شود مثلاً در یک یخچال با دمای صفر درجه قرار داده شود.
(d یک راه حل دیگر جبران کننده تغییرات دمای اتاق کنترل، استفاده از قانون حرارت های میانی می باشد که در این حالت با اضافه کردن یک منبع ولتاژ وابسته که خروجی آن برابر می باشد، خروجی اندازه گیری شده برابر با می گردد همانطوریکه دیده می شود منبع ولتاژ وابسته، متناسب با توان اول T2 است. چون دمای T2 پایین می باشد. (حدود C300-20) درجات بالاتر T2 چندان تأثیر در emf تولیدی ندارند. منبع وابسته توسط یک پل انحرافی که یک شاخه آن را یک مقاومت حرارتی از جنس پلاتین تشکیل می دهد، قابل ساخت است. شکل زیر یک مدار عملی جهت جبران حرارت اتصال سرد می باشد.

گرچه جبران حرارتی اتصال سرد توسط مدار شکل بالا و با مدارهای مشابه قابل طراحی است ولی کارخانه Analog Device کلیه مدارات لازم شامل منبع ولتاژ وابسته به دما و تقویت کننده تفاضلی را در داخل یک مدار مجتمع به نام های AD594/AD595 قرار داد، مانند شکل 7-1 زیر ساختمان داخلی این آی سی را نشان می دهد. که AD594 جهت جبران سازی ترموکوپلهای نوع (j) و AD595 برای نوع (K) طراحی و ساخته شده است. ضمن آنکه با اضافه کردن 2 یا 3 مقاومت امکان تنظیم دستی برای انواع دیگر ترموکوپل نیز وجود دارد.

این آی سی همچنین یک خروجی اعلام خطر (Alarm) دارد که در صورت قطع شدن هر یک از سیم های ترموکوپل در مسیر، فعال می گردد. خروجی این آی سی ولتاژ را با حساسیت حدود می باشد که چون از معادله ترموکوپل تبعیت می کند دارای رابطه غیر خطی نسبت به T1 بوده که می توان با معرفی جدول در حافظه یک سیستم دیجیتال و یا حل معادله چند جمله ای به مقدار T1 دست یافت.
جهت جلوگیری از ترکیب ترموکوپل با محیط، معمولاً آنها را در محفظه هایی قرار می دهند و این موضوع باعث زیاد شدن ثابت زمانی آنها می شود. البته میزان ثابت زمانی به قطر سیم ها و جنس ماده پوشاننده آن دارد. قطر سیم های ترموکوپل معمولاً بین 4/0 تا 2 میلی متر است. در صورتیکه ثابت زمانی خیلی مورد نظر است. سیم هایی به قطر 1/0 هم ساخته می شود.
جهت بالا بردن حساسیت معمولاً تعداد زیادی از ترموکوپلها را سری می کنند، بطوریکه تمام اتصالات مرجع دارای حرارت یکسان و اتصالات اندازه گیری در کنار یکدیگر برای اندازه گیری حرارت مورد نظر بکار می رود. به این ترکیب اصطلاحاً ترموپیل می گویند مانند شکل 8-1 زیر مثلاً با اتصال 25 ترموکوپل از جنس کرومل – کنستانتان، امکان اندازه گیری با دقت C0010/0 می باشد.

(Liquid crystal display) LCD : در این قسمت مقدمه ای دربارة LCD و فوق آن با LED های هفت قسمتی، شرح پایه های LCD ، نحوه اتصال LCD به میکروکنترلر و نحوة درایو کردن LCD آمده است.
LCD و LED های هفت قسمتی: LCD ها انواع مختلفی دارند که بر حسب نوع LCD پایه ها و نحوه قرار گرفتن آنها با هم فرق می کند که نمای چند نوع LCD همراه با شکل پین ها در انتهای این بخش می آید. LCD یا همان صفحه نمایش کریستال مایع در سالهای اخیر به طور گسترده ای کاربرد پیدا کرده و در موارد زیادی جایگزینی LED های هفت قسمتی شده است از جمله علل استفاده روزافزون از LCD ها به جای LED های هفت قسمتی می توان به موارد زیر اشاره کرد.
1) پایین بودن قیمت LCD ها
2) توانایی LCD ها در به نمایش درآوردن اعداد و حروف و گرافیک برخلاف LED های هفت قسمتی که تنها می توانند اعداد و چند حرف را نمایش دهند.
3) در LED ها کار تازه سازی (refresh) را cpu انجام می دهد که مدتی از زمان cpu صرف این کار می شود ولی در LCD ها به دلیل وجود کنترل کننده تازه سازی در خود LCD انجام می شود و به این طریق cpu آزاد می شود.
4) سادگی برنامه ریزی کارکترها و گرافیک که در LCD های TEXT یک سری که برای کارکترها تعریف شده است که ما از آنها طبق کاتالوگ LCD استفاده می کنیم و در LCD های گرافیک بسته به متن مورد نمایش و یا حتی اشکال مختلفی که می خواهیم به نمایش درآوریم کدهای مختلفی می بایست درست کنیم.

شرح پایه های LCD استفاده شده در این پروژه:
LCD استفاده شده در این پروژه دارای 16 پایه به مدار زیر است.

VSS , VDD : به ترتیب ولتاژ 5V و زمین را فراهم می سازند.
V0 : برای کنترل درخشندگی LCD به کار می رود.
(register select) RS : در داخل LCD دو تا رجیستر وجود دارد که پایه RS برای انتخاب آنها به ترتیب زیر به کار می رود اگر RS = 0 باشد ثبات دستورالعمل انتخاب می شود و اجازه می دهد دستوراتی نظیر پاک کردن صفحه و برگرداندن کرسر: اول خط و غیره را بفرستد. اگر rs=1 باشد رجیستر اطلاعات انتخاب می شود و به کاربر اجازه می دهد که اطلاعات بر روی LCD نمایش داده شود.
(read/write) R/W : این پایه به کاربر اجازه می دهد که اطلاعات بر روی صفحه نمایش نوشته و یا از آن خوانده شود وقتی R/W = 1 باشد LCD در حال خواندن است و اگر R/W=0 باشد LCD آماده نوشتن است.
(Enable) E : پین enable برای لچ کردن اطلاعات ظاهر شده در پایه های اطلاعات استفاده می شود وقتی اطلاعات به پایه های اطلاعات فرستاده می شود یک پاس پایین رونده باید به این پایه اعمال شود تا اطلاعات ظاهر شده در پین های اطلاعات به داخل LCD لچ شود این پالس باید دارای حداقل ns450 عرض باشد.
(data) D0-D7 : این هشت پایه هشت بین اطلاعات هستند که برای فرستادن اطلاعات به LCD یا خواندن محتویات رجیسترهای داخلی LCD بکار می روند.
(Backlight) BL : برای روشنایی پشت صفحه LCD بکار می رود که بعضی از LCD ها این دو پایه را ندارند.
عملکرد LCD :
فرستادن دستورات: برای فرستادن دستورات به LCD از جدول زیر که دستورات LCD در آن آمده است استفاده می کنیم. ابتدا r/s را صفر می کنیم و یک پالس پایین رونده در پایه e برای فعال کردن لچ داخلی LCD درست می کنیم. لازم به یادآوری است که این جدول از جدول کاملی که در انتهای این بخش آورده شده استخراج شده است.
کد شانزده
شانزدهی فرمان به ثبات دستورالعمل LCD
1 پاک کردن صفحه نمایش
2 بازگشت به مکان اول (شروع)
4 کاهش مکان نما (جابه جایی مکان نما به چپ)
6 افزایش مکان نما (جابه جایی مکان نما به راست)
5 جابجایی نمایش به راست
7 جابجایی نمایش به چپ
8 نمایش خاموش، مکان نما خاموش
A نمایش خاموش، مکان نما روشن
C نمایش روشن مکان نما خاموش
E نمایش روشن مکان نما روشن
F نمایش روشن، مکان نما چشمک بزند
10 جابجایی محل مکان نما به چپ
14 جابجایی محل مکان نما به راست
18 کل صفحه نمایش به چپ جابجا شود
1C کل صفحه نمایش به راست است جابجا شود
CO مکان نما به آغاز خط دوم برود
38 سازمان دهی 2 خط و ماتریس 5X7

لازم به ذکر است که ما از RS = 0 برای چک کردن Busy flag استفاده می کنیم برای اینکه ببینیم آیا LCD برای دریافت اطلاعات آماده است یا خیر Busy flag در D7 است و می تواند وقتی rs = 0 و R/W = 1 است خوانده شود. وقتی busy flag = 1 است LCD مشغول انجام دادن اعمال داخلی است و هیچ اطلاعات جدیدی را نمی پذیرد و وقتی d7 = 0 شد LCD آماده دریافت اطلاعات جدید می شود.
توجه:‌ برای نوشتن اطلاعات نیز توصیه می شود که busy flag را چک کنیم. نیز می توانیم از تأخیر زمانی استفاده کنیم.

فرستادن اطلاعات: (sending data)
برای فرستادن اطلاعات به LCD جهت نمایش باید پین R/S = 1 کنیم. و یک لبه پایین رونده در پایه (enable) E برای لچ کردن LCD استفاده کنیم اطلاعات مربوط به کدهای اعداد و حروف در ضمیمه جزوه آورده شده است.
برای فرستادن اطلاعات روی LCD می بایست آدرس های محل مکان نما را برای اندازه های مختلف LCD مشخص کرد و بعد اطلاعات را فرستاد تا در مکانی که مشخص کرده ایم بنشیند آدرس محل مکان نما برای انواع LCD ها در زیر آورده شده است.

نحوه اتصال LCD به میکروکنتر:
شکل 2-2 زیر اتصال نمونه ای LCD به میکروکنتر را نشان می دهد که برای درایو کردن LCD باید انجام دهیم.

لازم به ذکر است که اتصال LCD به میکروکنترلر و کلیه سخت افزار مدار به همراه نرم افزار مربوط به آن آمده است.
میکروکنترلر
ما کامپیوتر را به عنوان جزء‌ مرکزی بسیاری از فرآورده های صنعتی و مصرفی از جمله، در سوپرمارکت ها داخل صندوق های پول و ترازوها، در خانه، ماشین لباسشویی، در اجاق ها، ساعت های دارای سیستم خبر دهنده و ترموستات ها؟؟؟ وسایل سرگرمی مانند اسباب بازی ها و در وسایل صوتی و در محل کار در ماشین های تایپ و فتوکپی یا مته های فشاری و دستگاه های حروفچینی نوری می یابیم. در این مجموعه 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 میکروکامپیوترها و ریزپردازنده ها) اغلب در چنین کاربردهایی یافت می شوند. با توجه که بیش از 20 سال از تولد ریزپردازنده نمی گذرد، تصویر وسایل الکترونیکی و اسباب بازیهای امروزی بدون آن کار مشکلی است در 1971 شرکت اینتل، 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه کرد. مدت کوتاهی پس از آن، موتورولا، RCA سپس MOS و Zilog انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای z80 , 502 , 1801 , 800 عرضه کردند. گرچه این مدارهای مجتمع (IC ها) به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد (SBC) ، به جزء مرکزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند از این SBC ها که به سرعت به آزمایشگاههای طراحی در دانشگاه ها و شرکت های الکترونیک راه پیدا کردند می توان برای نمونه از DZ موتورلا KIM-1 ساخت MOS Technology , SAK – 85 متعلق به شرکت اینتل نام بود.
میکروکنترلر قطعه ای شبیه به ریزپردازنده است. توان، ابعاد و پیچیدگی میکروکنترلر با اعلام ساخت 8051 ، یعنی اولین عضو خانواده میکروکنترلرهای MCS-51TM در 1980 توسط اینتل پیشرفت چشمگیری کرد. در مقایسه با 8048 این قطعه شامل K4 بابت Rom و 128 بابت RAM و 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 که بیش از 60000 ترانزیستور می باشد.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله  51  صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

پایان نامه کامپیوتر:طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVR

اختصاصی از فی گوو پایان نامه کامپیوتر:طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVR دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را  با فرمت ورد word دانلود نمائید:

عنوان پروژه :

طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVRو کارت حافظه ی MMC

 تهیه کننده:

طاهره فلاح

 استاد راهنما:

آقای مهندس عبدالله عباسی

مقدمه:            

در این پروژه سعی بر این است که علاوه بر آشنایی با میکروکنترلر AVRو محیط نرم افزاری (labview) سخت افزار،به گونه ای طراحی شود که با دریافت سیگنال آنالوگ ورودی (صوت) از میکروفن ، از طریق واحدADC میکرو این سیگنال به دیجیتال تبدیل شود و با توجه به برنامه‎ای که در داخل میکرو تعبیه شده است،این اطلاعات به داخل MMC ریخته شده ومیکرو با دریافت فرمان از کامپیوتر به صورت ارتباط سریال دستور پخش را دریافت می‎کند و از طریق واحد تایمر/ کانترکه در مد PWM کار می‎کند,اطلاعات ذخیره شده در MMC را با آشکار سازی موج PWM توسط یک انتگرال گیر،باز سازی و به آنالوگ تبدیل می‎کند و این سیگنال آنالوگ بوسیله یک سری مدارات مورد نیاز برای پخش از طریق یک هدفن پخش می‎گردد.

فصل اول :

 نگاهی اجمالی به میکروکنترلرها

سیر تکاملی میکروکنترلرها :

 اولین میکروکنترلرها در اواسط دهه 1970 ساخته شدند. این میکروکنترلرها در ابتدا پردازنده‎های ماشین حساب بودند که دارای حافظه برنامه کوچکی از نوع ROM ، حافظ داده از نوعRAM وتعدادی درگاه ورودی وخروجی بودند.  

با توسعه فناوری سیلیکون ، میکرو کنترلرهای 8 بیتی قویتری ساخته شدند . در این میکروکنترلرها علاوه بر بهینه شدن دستورالعمل ها، تایمر /شمارنده روی تراشه، امکانات وقفه و کنترل بهینه شده خطوط ورودی وخروجی نیز به آن اضافه شده است. حافظه موجود بر روی تراشه هنوز هم محدود می‎باشد و دربسیاری موارد کافی نیست .یکی از پیشرفتهای قابل توجه در آن زمان، قابلیت استفاده از حافظه EPROM قابل پاک شدن با اشعه ماورا بنفش، روی تراشه بود این قابلیت، زمان طراحی و پیاده سازی محصول را بطور محسوسی کاهش داد و نیز برای اولین بار امکان استفاده از میکروکنترلرها را در کاربردهایی که حجم تولید پایینی دارند، فراهم ساخت.

خانواده 8051 در اوایل دهه 1980 توسط شرکت اینتل معرفی گردید . از آن زمان تاکنون 8051 یکی از محبوبترین میکروکنترلرها بوده و بسیاری از شرکتها دیگر نیز به تولید آن اقدام کرده‎اند . در حال حاضر مدل‎های مختلفی از 8051 وجود دارد که در بسیاری از آنها امکاناتی نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال حجم نسبتاً بزرگ از حافظه برنامه و حافظه داده،مدولاتور عرض پالس(PWM) در خروجی‎ها که امکان پاک کردن و برنامه ریزی مجدد آن توسط سیگنال‎های الکتریکی وجود دارد،تعبیه شده است.

میکروکنترلرها اکنون به سمت 16 بیتی شدن در حرکت هستند . میکروکنترلر های 16 بیتی، پردازنده‎هایی با کارایی بالا (نظیر پردازش سیگنالهای دیجیتال ) می‎باشند که در کنترل فرایندهای بلادرنگ و در مواردی که حجم زیادی از عملیات محاسباتی مورد نیاز است، به کار برده می‎شوند. 

بسیاری از میکروکنترلرهای 16 بیتی، امکاناتی نظیر حجم زیاد حافظه برنامه و حافظه داده، مبدل های آنالوگ به دیجیتال چند کانالی، تعداد زیادی درگاهI/O ، چندین درگاه سریال، عملکردهای بسیار سریع ریاضی و منطقی و مجموعه دستورالعمل‎های بسیار قدرتمند با قابلیت پردازش سیگنال را دارا می‎باشند .

 معماری داخلی میکرو کنترلرها:

ساده ترین معماری میکروکنترلر، متشکل از یک ریز پردازنده، حافظه و درگاه ورودی/خروجی است. ریز پردازنده نیز متشکل از واحد پردازش مرکزی (CPU)و واحد کنترل(CU) است.

CPUدر واقع مغز یک ریز پردازنده است و محلی است که در آنجا تمام عملیات ریاضی و منطقی ،انجام می‎شود. واحد کنترل ، عملیات داخلی ریزپردازنده را کنترل می‎کند و سیگنال‎های کنترلی را به سایر بخش‎های ریز پردازنده ارسال می‎کند تا دستورالعمل‎های مورد نظر انجام شوند.

حافظه بخش بسیار مهمی از یک سیستم میکروکامپیوتری است.ما می‎توانیم بر اساس بکارگیری حافظه ،آن را به دو گروه دسته‎بندی می‎کنیم: حافظه برنامه و حافظه داده . حافظه برنامه ، تمام کد برنامه را ذخیره می‎کند .این حافظه معمولا از نوع فقط خواندنی (ROM) می باشد. انواع دیگری از حافظه‎ها نظیرEPROM وحافظه‎های فلش EEPROM برای کاربردهایی که حجم تولید پایینی دارند وهمچنین هنگام پیاده‎سازی برنامه به کار می‎روند . حافظه داده از نوع حافظه خواندن/نوشتن(RAM) می‎باشد. در کاربردهای پیچیده که به حجم بالایی از حافظه ‎‎RAM نیاز داریم ، امکان اضافه کردن تراشه های حافظه بیرونی به اغلب میکروکنترلر ها وجود دارد.

در گاههای ورودی / خروجی (I/O) به سیگنال‎های دیجیتال بیرونی امکان می‎دهند که با میکروکنترلر ارتباط پیدا کند .درگاههای (I/O) معمولاً به صورت گروههای 8 بیتی دسته بندی می‎شوند و به هر گروه نیز نام خاصی اطلاق می­­شود به عنوان مثال ، میکروکنترلر 8051 دارای 4 درگاه ورودی / خروجی 8 بیت می‎باشد که P3,P2,P1,P0 نامیده می‎شوند. در تعدادی از میکروکنترلرها ، جهت خطوط درگاه I/O قابل برنامه ریزی می‎باشد . لذا بیتهای مختلف یک درگاه را می توان به صورت ورودی یا خروجی برنامه‎ریزی نمود. در برخی دیگر از میکروکنترلرها (از جمله میکروکنترلرهای 8051) درگاههای I/O به صورت دو طرفه می‎باشند . هر خط از درگاه I/O این گونه میکرو کنترلرها را می توان به صورت ورودی و یا خروجی مورد استفاده قرار داد . معمولاً ، این گونه خطوط خروجی ، به همراه مقاومتهای بالا کش بیرونی به کار برده می‎شوند.

 خانواده AVR :

میکروکنترولر AVR به منظور اجرای دستورالعملهای قدرتمند در یک سیکل کلاک (ساعت) به اندازه کافی سریع است و می‎تواند برای شما آزادی عملی را که احتیاج دارید به منظور بهینه سازی توان مصرفی فراهم کند . میکروکنترلر AVR بر مبنای معماری(RISC کاهش مجموعه‎ی دستورالعملهای کامپیوتر ) پایه‎ گذاری شده و مجموعه ای از دستورالعملها را که با 32 ثبات کار می‎کنند ترکیب می‎کند . به کارگرفتن حافظه از نوع Flash که AVR ها به طور یکسان از آن بهره می‎برند از جمله مزایای آنها است.یک میکرو AVR می‎تواند با استفاده از یک منبع تغذیه 2.7 تا 5.5 ولتی از طریق شش پین ساده در عرض چند ثانیه برنامه ریزی شود یا Program شود.

میکروهای AVR در هرجا که باشند با 1.8 ولت تا 5.5 ولت تغذیه می‎شوند البته انواع توان پایین نیز وجود دارند که بهLow Power معروفند. ویژگیهایی که سبب شد، AVRها جای 8051 را بگیرند،عبارتست از:

1. توان مصرفی پایین: توان مصرفی پایین آنها برای استفاده بهینه از باتری و همچنین کاربرد میکرو در وسایل سیار و سفری طراحی شده که میکروهای جدید AVR با توان مصرفی کم از شش روش اضافی در مقدار توان مصرفی ، برای انجام عملیات بهره می‎برند. این میکروها تا مقدار 8 ولت قابل تغذیه هستند که این امر باعث طولانی تر شدن عمر باتری می‎شود. در میکروهای با توان پایین ، عملیات شبیه حالت Standby است یعنی میکرو می‎تواند تمام اعمال داخلی و جنبی را متوقف کند و کریستال خارجی را به همان وضعیت شش کلاک در هر چرخه رها کند !
2. حافظه ی فلش خود برنامه ریز با امکانات خاص
3. قابلیت دوباره برنامه ریزی کردن بدون احتیاج به اجزای خارجی
4. بایت کوچک که به صورت فلش سکتور بندی شده اند
5. داشتن مقدار متغیر در سایز بلوک بوت
6. خواندن به هنگام نوشتن
7. بسیار آسان برای استفاده
8. کاهش یافتن زمان برنامه ریزی
9. کنترل کردن برنامه ریزی به صورت سخت افزاری
10. استفاده از فیوزها و بیتهای قفل
11. ایزوله بودن نسبت به نویز که باعث کابرد آن در محیط صنعتی می شود.

راههای مختلف عمل برنامه ریزی :

• موازی یاparallel یکی از سریعترین روشهای برنامه ریزی.
• خود برنامه ریزی توسط هر اتصال فیزیکی.
• برنامه ریزی توسط هر نوع واسطی از قبیل TWIو SPI و غیره، دارا بودن امنیت صد درصد در بروزرسانی و کد کردن.
• : SPI واسطه سه سیمی محلی برای بروزرسانی سریع ، آسان و موثر در استفاده.
• واسط JTAG : واسطه ای که تسلیم قانون IEEE 1149.1 است و می‎تواند به صورت NVM برنامه‎ریزی کند یعنی هنگام قطع جریان برق داده‎ها از بین نروند .

AVR همچنین مجهز به امکانات دیگر مانند تایمر واچ داگ و مبدل‎های ADC و PWM است.

یکی از مهمترین بخشهای AVR که کمتر در هر میکروکنترلرهای دیگر دیده می‎شود مقایسه کننده آنالوگ با گین 1 و 200 و … می باشد. لازم به ذکر است که در 8051 باید از فلش(EEPROM) وADC و کریستال مولد ساعت به صورت بیرونی استفاده می‎کردیم اما در AVR این امکانات به صورت درونی وجود دارد .

 انواع میکروهایAVR :

شرکتATMEL که شرکت اصلی تولید کننده میکروهایAVR می‎باشد, سه نوع میکروکنترلر AVR تولید می‎کند :

(1سری Tiny           (2 سری AT90s             (3 سریATmega

(ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

پایان نامه طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVR

اختصاصی از فی گوو پایان نامه طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVR دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایان نامه طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVR

تعداد صفحات: 74

فرمت: WORD و قابل ویرایش

مقدمه:            

در این پروژه سعی بر این است که علاوه بر آشنایی با میکروکنترلر AVRو محیط نرم افزاری (labview) سخت افزار،به گونه ای طراحی شود که با دریافت سیگنال آنالوگ ورودی (صوت) از میکروفن ، از طریق واحدADC میکرو این سیگنال به دیجیتال تبدیل شود و با توجه به برنامه‎ای که در داخل میکرو تعبیه شده است،این اطلاعات به داخل MMC ریخته شده ومیکرو با دریافت فرمان از کامپیوتر به صورت ارتباط سریال دستور پخش را دریافت می‎کند و از طریق واحد تایمر/ کانترکه در مد PWM کار می‎کند,اطلاعات ذخیره شده در MMC را با آشکار سازی موج PWM توسط یک انتگرال گیر،باز سازی و به آنالوگ تبدیل می‎کند و این سیگنال آنالوگ بوسیله یک سری مدارات مورد نیاز برای پخش از طریق یک هدفن پخش می‎گردد.

فصل اول :

 نگاهی اجمالی به میکروکنترلرها

سیر تکاملی میکروکنترلرها :

 اولین میکروکنترلرها در اواسط دهه 1970 ساخته شدند. این میکروکنترلرها در ابتدا پردازنده‎های ماشین حساب بودند که دارای حافظه برنامه کوچکی از نوع ROM ، حافظ داده از نوعRAM وتعدادی درگاه ورودی وخروجی بودند.  

با توسعه فناوری سیلیکون ، میکرو کنترلرهای 8 بیتی قویتری ساخته شدند . در این میکروکنترلرها علاوه بر بهینه شدن دستورالعمل ها، تایمر /شمارنده روی تراشه، امکانات وقفه و کنترل بهینه شده خطوط ورودی وخروجی نیز به آن اضافه شده است. حافظه موجود بر روی تراشه هنوز هم محدود می‎باشد و دربسیاری موارد کافی نیست .یکی از پیشرفتهای قابل توجه در آن زمان، قابلیت استفاده از حافظه EPROM قابل پاک شدن با اشعه ماورا بنفش، روی تراشه بود این قابلیت، زمان طراحی و پیاده سازی محصول را بطور محسوسی کاهش داد و نیز برای اولین بار امکان استفاده از میکروکنترلرها را در کاربردهایی که حجم تولید پایینی دارند، فراهم ساخت.

خانواده 8051 در اوایل دهه 1980 توسط شرکت اینتل معرفی گردید . از آن زمان تاکنون 8051 یکی از محبوبترین میکروکنترلرها بوده و بسیاری از شرکتها دیگر نیز به تولید آن اقدام کرده‎اند . در حال حاضر مدل‎های مختلفی از 8051 وجود دارد که در بسیاری از آنها امکاناتی نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال حجم نسبتاً بزرگ از حافظه برنامه و حافظه داده،مدولاتور عرض پالس(PWM) در خروجی‎ها که امکان پاک کردن و برنامه ریزی مجدد آن توسط سیگنال‎های الکتریکی وجود دارد،تعبیه شده است.

میکروکنترلرها اکنون به سمت 16 بیتی شدن در حرکت هستند . میکروکنترلر های 16 بیتی، پردازنده‎هایی با کارایی بالا (نظیر پردازش سیگنالهای دیجیتال ) می‎باشند که در کنترل فرایندهای بلادرنگ و در مواردی که حجم زیادی از عملیات محاسباتی مورد نیاز است، به کار برده می‎شوند. 

بسیاری از میکروکنترلرهای 16 بیتی، امکاناتی نظیر حجم زیاد حافظه برنامه و حافظه داده، مبدل های آنالوگ به دیجیتال چند کانالی، تعداد زیادی درگاهI/O ، چندین درگاه سریال، عملکردهای بسیار سریع ریاضی و منطقی و مجموعه دستورالعمل‎های بسیار قدرتمند با قابلیت پردازش سیگنال را دارا می‎باشند .

 معماری داخلی میکرو کنترلرها:

ساده ترین معماری میکروکنترلر، متشکل از یک ریز پردازنده، حافظه و درگاه ورودی/خروجی است. ریز پردازنده نیز متشکل از واحد پردازش مرکزی (CPU)و واحد کنترل(CU) است.

CPUدر واقع مغز یک ریز پردازنده است و محلی است که در آنجا تمام عملیات ریاضی و منطقی ،انجام می‎شود. واحد کنترل ، عملیات داخلی ریزپردازنده را کنترل می‎کند و سیگنال‎های کنترلی را به سایر بخش‎های ریز پردازنده ارسال می‎کند تا دستورالعمل‎های مورد نظر انجام شوند.

حافظه بخش بسیار مهمی از یک سیستم میکروکامپیوتری است.ما می‎توانیم بر اساس بکارگیری حافظه ،آن را به دو گروه دسته‎بندی می‎کنیم: حافظه برنامه و حافظه داده . حافظه برنامه ، تمام کد برنامه را ذخیره می‎کند .این حافظه معمولا از نوع فقط خواندنی (ROM) می باشد. انواع دیگری از حافظه‎ها نظیرEPROM وحافظه‎های فلش EEPROM برای کاربردهایی که حجم تولید پایینی دارند وهمچنین هنگام پیاده‎سازی برنامه به کار می‎روند . حافظه داده از نوع حافظه خواندن/نوشتن(RAM) می‎باشد. در کاربردهای پیچیده که به حجم بالایی از حافظه ‎‎RAM نیاز داریم ، امکان اضافه کردن تراشه های حافظه بیرونی به اغلب میکروکنترلر ها وجود دارد.

در گاههای ورودی / خروجی (I/O) به سیگنال‎های دیجیتال بیرونی امکان می‎دهند که با میکروکنترلر ارتباط پیدا کند .درگاههای (I/O) معمولاً به صورت گروههای 8 بیتی دسته بندی می‎شوند و به هر گروه نیز نام خاصی اطلاق می­­شود به عنوان مثال ، میکروکنترلر 8051 دارای 4 درگاه ورودی / خروجی 8 بیت می‎باشد که P3,P2,P1,P0 نامیده می‎شوند. در تعدادی از میکروکنترلرها ، جهت خطوط درگاه I/O قابل برنامه ریزی می‎باشد . لذا بیتهای مختلف یک درگاه را می توان به صورت ورودی یا خروجی برنامه‎ریزی نمود. در برخی دیگر از میکروکنترلرها (از جمله میکروکنترلرهای 8051) درگاههای I/O به صورت دو طرفه می‎باشند . هر خط از درگاه I/O این گونه میکرو کنترلرها را می توان به صورت ورودی و یا خروجی مورد استفاده قرار داد . معمولاً ، این گونه خطوط خروجی ، به همراه مقاومتهای بالا کش بیرونی به کار برده می‎شوند.

 خانواده AVR :

میکروکنترولر AVR به منظور اجرای دستورالعملهای قدرتمند در یک سیکل کلاک (ساعت) به اندازه کافی سریع است و می‎تواند برای شما آزادی عملی را که احتیاج دارید به منظور بهینه سازی توان مصرفی فراهم کند . میکروکنترلر AVR بر مبنای معماری(RISC کاهش مجموعه‎ی دستورالعملهای کامپیوتر ) پایه‎ گذاری شده و مجموعه ای از دستورالعملها را که با 32 ثبات کار می‎کنند ترکیب می‎کند . به کارگرفتن حافظه از نوع Flash که AVR ها به طور یکسان از آن بهره می‎برند از جمله مزایای آنها است.یک میکرو AVR می‎تواند با استفاده از یک منبع تغذیه 2.7 تا 5.5 ولتی از طریق شش پین ساده در عرض چند ثانیه برنامه ریزی شود یا Program شود.

میکروهای AVR در هرجا که باشند با 1.8 ولت تا 5.5 ولت تغذیه می‎شوند البته انواع توان پایین نیز وجود دارند که بهLow Power معروفند. ویژگیهایی که سبب شد، AVRها جای 8051 را بگیرند،عبارتست از:

1. توان مصرفی پایین: توان مصرفی پایین آنها برای استفاده بهینه از باتری و همچنین کاربرد میکرو در وسایل سیار و سفری طراحی شده که میکروهای جدید AVR با توان مصرفی کم از شش روش اضافی در مقدار توان مصرفی ، برای انجام عملیات بهره می‎برند. این میکروها تا مقدار 8 ولت قابل تغذیه هستند که این امر باعث طولانی تر شدن عمر باتری می‎شود. در میکروهای با توان پایین ، عملیات شبیه حالت Standby است یعنی میکرو می‎تواند تمام اعمال داخلی و جنبی را متوقف کند و کریستال خارجی را به همان وضعیت شش کلاک در هر چرخه رها کند !
2. حافظه ی فلش خود برنامه ریز با امکانات خاص
3. قابلیت دوباره برنامه ریزی کردن بدون احتیاج به اجزای خارجی
4. بایت کوچک که به صورت فلش سکتور بندی شده اند
5. داشتن مقدار متغیر در سایز بلوک بوت
6. خواندن به هنگام نوشتن
7. بسیار آسان برای استفاده
8. کاهش یافتن زمان برنامه ریزی
9. کنترل کردن برنامه ریزی به صورت سخت افزاری
10. استفاده از فیوزها و بیتهای قفل
11. ایزوله بودن نسبت به نویز که باعث کابرد آن در محیط صنعتی می شود.

راههای مختلف عمل برنامه ریزی :

• موازی یاparallel یکی از سریعترین روشهای برنامه ریزی.
• خود برنامه ریزی توسط هر اتصال فیزیکی.
• برنامه ریزی توسط هر نوع واسطی از قبیل TWIو SPI و غیره، دارا بودن امنیت صد درصد در بروزرسانی و کد کردن.
• : SPI واسطه سه سیمی محلی برای بروزرسانی سریع ، آسان و موثر در استفاده.
• واسط JTAG : واسطه ای که تسلیم قانون IEEE 1149.1 است و می‎تواند به صورت NVM برنامه‎ریزی کند یعنی هنگام قطع جریان برق داده‎ها از بین نروند .

AVR همچنین مجهز به امکانات دیگر مانند تایمر واچ داگ و مبدل‎های ADC و PWM است.

یکی از مهمترین بخشهای AVR که کمتر در هر میکروکنترلرهای دیگر دیده می‎شود مقایسه کننده آنالوگ با گین 1 و 200 و … می باشد. لازم به ذکر است که در 8051 باید از فلش(EEPROM) وADC و کریستال مولد ساعت به صورت بیرونی استفاده می‎کردیم اما در AVR این امکانات به صورت درونی وجود دارد .

 انواع میکروهایAVR :

شرکتATMEL که شرکت اصلی تولید کننده میکروهایAVR می‎باشد, سه نوع میکروکنترلر AVR تولید می‎کند :

(1سری Tiny           (2 سری AT90s             (3 سریATmega

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

آموزش کامل میکروکنترلر ARM در کتابی بسیار جامع در 500 صفحه

اختصاصی از فی گوو آموزش کامل میکروکنترلر ARM در کتابی بسیار جامع در 500 صفحه دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .