تایمر تخصصی بلندمدت مجهز به میكروكنترلر

دسته: برق ، الکترونیک و مخابرات
بازدید: 24 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 213 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 112

این تراشه 8051 رایج دارای ROM سریع می باشد و طراحی های سریع این نوع حافظه ایده آل است زیرا حافظه سریع می تواند طی چند ثانیه در مقایسه 20 دقیقه لازم برای 8751 پاک شود به این دلیل AT89C2051 بجای 8751 بکار برده شده است تا هنگام پاک کردن تراشه وقتی تلف نشود و به این وسیله ساخت سیستم سریع گردد

قیمت فایل فقط 6,900 تومان

تایمر تخصصی بلندمدت مجهز به میكروكنترلر

چکیده :

فصل اول : AT89C2051 از شرکت Atmel:

این تراشه 8051 رایج دارای ROM سریع می  باشد و طراحی های سریع این نوع حافظه ایده آل است زیرا حافظه سریع می تواند طی چند ثانیه در مقایسه 20 دقیقه لازم برای 8751 پاک شود به این دلیل AT89C2051 بجای 8751 بکار برده شده است تا هنگام پاک کردن تراشه وقتی تلف نشود و به این وسیله ساخت سیستم سریع گردد.

هنگام استفاده از AT89C2051 برای ساخت سیستم های مبتنی بر میکروکنترلر به سوزاننده یا برنامه ریز ROM سریع نیاز داریم با این وجود به پاک کننده ROM نیازی نیست. توجه داشته باشید که در حافظه سریع باید تمام حافظه پاک شود تا بتوان مجدداً آن را برنامه ریزی کرد پاک کردن حافظه سریع یا خود سوزاننده صورت می گیرد به این دلیل پاک کننده جداگانه ای لازم نمی باشد برای حذف سوزاننده PROM ، Atmel روی نوعی از AT89C2051 کار می کند که می تواند از طریق پورت سریال COM یک IBM PC برنامه ریزی شود.

فصل دوم : تجزیه و تحلیل مدار

در این فصل به بررسی جزئیات مدار تایمر اعم از IC و مقاومت و خازن و دیودهای به کار رفته در مدار پرداخته می شود. این مدار توسط میکرو کار می کند و میکروکنترلر آن توسط کریستال 12 مگاهرتز کلاک خورده و توسط IC رگولاتور تغذیه می شود و خروجی آن توسط ترانزیستور تقویت شده و تقویت شدة آن باعث به کار افتادن رله می شود و رله وسیلة برقی را کنترل می کند.

فصل سوم : پیوست ها

در این فصل سورس برنامه میکرو که به زبان اسمبلی است ارائه شده و کلیه اطلاعات منبع در مورد AT89C2051 شامل DATA SHEET و توضیحات برنامه نویسی آن ارائه شده است.

فهرست  مطالب

عنوان............................................................................................................... صفحه

فصل اول: میكرو كنترلر AT89C2051

1_1_ تاریخچه................................................................................................. 1     

2_1_ ساختار میكرو كنترلر 8X51................................................................ 1     

3_1_ زمان سنج.............................................................................................. 18

4_1_ برنامه ریزی  اینتراپتها.......................................................................... 24   

5_1_ انتقال سریال.......................................................................................... 24   

فصل دوم : تجزیه و تحلیل مدار تایمر

1_2_ مشخصه ها و خصوصیات مدار........................................................... 26

2_2_ لیست قطعات به كار رفته در مدار......................................................... 26

3_2_ برد......................................................................................................... 28   

4_2_ مقاومت................................................................................................... 29

5_2_ خازن...................................................................................................... 34

6_2_ دیود یكسوساز....................................................................................... 44   

7_2_ دیود نورانی (LED).............................................................................. 46   

8_2_ آی سی................................................................................................... 49   

9_2_ ترانزیستور............................................................................................. 50

10_2_ رله....................................................................................................... 50   

11_2_ كلیدهای میكروسوئیچ.......................................................................... 51   

12_2_ دیپ سوئیچ.......................................................................................... 51   

13_2_ كریستال............................................................................................... 51   

14_2_ برنامه ریزی میكرو............................................................................. 52   

15_2_ طرز كار مدار...................................................................................... 52   

16_2_ نتیجه.................................................................................................... 55   

فصل سوم : پیوست ها

سورس برنامه به زبان اسمبلی ....................................................................... 56                    

منابع ............................................................................................................... 90

مقدمه :

گرایش سخت افزار رشته کامپیوتر گرایشی است که با الکترونیک عجین می باشد.

بطور کلی گرایش الکترونیک به دو بخش عمده تقسیم می شود :

1-   دیجیتال

2-   آنالوگ

این پروژه که طراحی و ساخت یک تایمر تخصصی است گرایش در الکترونیک دیجیتال دارد و بطور کلی کاربرد الکترونیک دیجیتال و بخش طراحی و استفاده از مدارات مجتمع استوار شده است و طراحی بر اساس مدارات منطقه ای و سیستم باینری می باشد.

ما در اینجا نیاز به داشتن اطلاعات سخت افزاری در زمینه مدارات مجتمع IC ها و همچنین برنامه ریزی و استفاده از آنها داریم.

در این پروژه با استفاده از قطعات سخت افزار یک تایمر طراحی کرده ایم که برنامة میکروکنترلر آن به زبان اسمبلی بوده و در نهایت خروجی اعمالی به رله باعث قطع و وصل شدن وسائل برتر می شود.

فصل اول: میكروكنترلر AT89C 2051

1_1) تاریخچه

با وجود گذشت30 سال از تولد ریز پردازنده تصور وسایل الكترونیكی بدون آنها كار مشكلی است در سال 1971 شركت اینتل 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه كرد. مدت كوتاهی بعد از آن موتورولا، RCA و سپس Zilog انواع مشابهی راهمچون 6800، 6502  80Z، را عرضه كردند ، گرچه این مدارها به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما بعنوان بخشی از یك كامپیوتر تك بورد برای آموزش طراحی با ریز پردازنده تبدیل شدند.

میكروكنترلر قطعه ای شبیه ریز پردازنده است در سال 1976 اینتل 8748 را به عنوان اولین قطعه خانواده میكروكنترلر های 48_ MCS معرفی كرد. توان، ابعاد و پیچیدگی میكروكنترل ها با اعلام ساخت 8051، یعنی اولین عضو خانواده میكرو كنترلر های _ MCS 51 در 1980 توسط اینتل پیشرفت چشمگیری كرد.

(2-1) خلاصه سخت افزار این قطعه عبارت است از:

4k بایت ROM، 128 بایت RAM ، 4 درگاه ورودی خروجی، 2 تایمر شمارنده 16 بیتی  ، رابط سریال ، 64k بایت فضای حافظه خارجی بركد 64x بایت فضای حافظه خارجی برای داده، پردازنده بولی، 210 مكان بیتی آدرس پذیر، انجام عملیات ضرب و تقسیم در 4 میكرو ثانیه .

(1-3-1) تغذیه _پایه های 20=GND و 40=VCC)

میكرو كنترلر با یك تغذیه V5 كار می كند كه پایه 40 سر مثبت آن است .

2-2-1)پالس ساعت (پایه های 18 و 19)

این پایه ها جهت اتصال به كریستال نوسان ساز به كار می روند كه با مدارات داخلی پالس ساعت سیستم را تولید می كند.

3-2-1) درگاه های موازی( پورت های صفر ف یك ، دو ، سه)

میكرو كنترلر دارای چهار درگاه 8 بیتی است كه می تواندعلاوه بر منظور خاص، پایه های ورودی خروجی نیز باشند.

در میان پورت ها، پورت سه كمی با دیگر پورت ها متفاوت است زیراعلاوه بر یك درگاه عمومی هر یك از پایه های عملكرد دیگری نیز می توانند داشته باشند كه به شرح زیر است :

جدول شماره 1-1 پورت ها

شماره پایه	بیت	نام	وظیفه
10	P3.0	RXD	دریافت داده درگاه سریال
11	P3.1	TXD	ارسال داده درگاه سریال
12	P3.2	INT0	وقفه خارجی صفر
13	P3.3	INT1	وقفه خارجی یك
14	P3.4	T0	ورودی تایمر یا كانتر صفر
15	P3.5	T1	ورودی تایمر یا كانتر یك
16	P3.6	WR	سیگنال فعال ساز نوشتن
17	P3.7	RD	سیگنال فعال ساز خواندن

لازم به ذكر است كه پورت های صفر و دو نیز به عنوان باس آدرس دهی به حافظه خارجی كاربرد دارد و پورت های دو منظوره می باشند.

4-2-1) PSEN( پایه 29، Program Store Enable)

وقتی برنامه از حافظه خارجی اجرا می شود میكرو كنترلر در زمان هایی كه لازم است عمل واكنشی انجام دهد این سیگنالها خروجی را فعال (low) می كند كه میتواند این سیگنال برای فعال كردن OE حافظه برنامه به كار رود.

5-2-1) ALE( پایه 30، Address Latch Enable)

همانطور كه گفته شد درگاه p0 می تواند هم باس داده باشد و هم باس آدرس . وقتی ALE فعال (High) باشد یعنی دیتای روی دیتا باس یك آدرس است و در صورت فعال بودن آن یك داده می باشد

6-2-1) Ea( پایه 31، External Access)

اگر بخواهیم از حافظه برنامه داخلی استفاده نماییم این پایه را غیر فعال (High) می كنیم با فعال كردن این پایه (low) ، شروع حافظه برنامه از آدرس صفر برنامه خارجی خواهد بود و حافظه برنامه داخلی بلا استفاده خواهد ماند

7-2-1)RST( پایه 9، Reset)

بافعال كردن این پایه (high) حداقل به مدت دو سیكل ماشین رجیستر های داخلی میكروكنترلر  با مقادیر مناسبی پر شده و میكروكنترلر از آدرس (0000) شروع به اجرای برنامه می كند.

3-1) حافظه داده جزئیات:

فضای حافظه میكرو كنترلر ها عبارتند از:

1- 64 كیلو بایت حافظه داده خارجی از آدرس صفر الی FFFF H

2- 128 بایت (یا 256 بایت ) حافظه داده داخلی از آدرس صفر الی F H 7 (یا از آدرس FF H برای 8052)

3_ 128 بایت حافظه داخلی تحت نام SFR از آدرس H  80 تا FF

4-1) رجیستر های داخلی میكروكنترلر (حافظه داخلی)

رجیستر های داخلی میكروكنترلر ها به دو دسته تقسیم می شوند:

1-4-1) رجیستر های عمومی:

در واقع همان RAM داخلی است و به علت تعداد زیاد آنها به جای اسم به آنها شماره ای نسبت داده اند از H00 الی FH7

2-4-1) رجیستر های SFR یا رجیستر های خاص:

این رجیسترها علاوه بر اینكه رجیستر معمولی هستند هر كدام برای كاربرد خاص هم استفاده می شوند این رجیستر ها ف رجیسترهای مهم CPU بوده و از آدرس H80 الی FF H از RAM داخلی می باشد كه فقط به صورت مستقیم قابل دسترسی می باشد

فضای حافظه RAM داخلی( یعنی 128 بایت اول) به سه گروه مجزا تفكیك شده است همه گروه ها به صورت بایتی قابل آدرس دهی هستند اما گروه های II و III خواص دیگری نیز دارند كه درزیر شرح می دهیم:

5-1) گروه II( Bite Addressable):

32 بایت اول حافظه RAM داخلی( از آدرس H00 الی FH1) شامل بانك های ثبات می باشد كه به چهار گروه A بایتی تقسیم می شود و در هر لحظه 8 بایت از این 32 بایت قابل دسترسی می باشد كه به 0R، 1R،2R،3R،... الی 7R نشان داده می شود اینكه 0R الی 7R در هر لحظه بیان كننده كدام یك از این 32 بایت می باشد به دو بیت از رجیستر PSW به نام های 0RS و 1RS كه قابل آدرس دهی بیتی می باشند بستگی دارد یعنی مثلا برای (0=0RS، 1=1RS) 0R بیان گر بایت شماره هشتم از RAM داخلی و مثلا 3R بیان گر بایت 11 از RAM داخلی می باشد . استفاده از دستورات رجیستر های بانك ثبات به روش آدرس دهی مستقیم كه در ادامه توضیح داده می شود ترجیح دارد.

6-1) ثبات های كنترلی:

1-6-1) ثبات آكومولاتور(Accumulator):

اكومولاتور یا ACC كه به اختصار در دستورات A هم نوشته می شد یك رجیستر 8 بیتی بوده كه تقریبا بیشتر عملیات انتقال و منطق و شیفت به علت آدرس شدن بیتی روی آن انجام می شود.

2-6-1) ثبات كلمه وضعیت برنامه (program statues word)PSW:

بیت های این ثبات تحت تاثیر بعضی عملیات های میكروپروسسوری (ریاضی یامنطقی) فعال می شوند این ثبات دارای بیت های آدرس پذیر بوده و شامل بیت های زیر می باشد:

بیت پرچم نقلی: هشتمین بیت پرچم این بایت است و یك بیت دومنظوره است اگر در یك عمل جمع یك بیت نقلی از بیت 7 آكومولاتور خارج شود یا در طی عمل تفریق یك بیت فرضی به بیت هفتم وارد شود بیت پرچم نقلی یك می شود

بیت پرچم نقلی كمكی: هنگام جمع كردن اگر یك انتقال از بیت 3 به بیت چار آكومولاتور اتفاق بیفتد پرچم نقلی كمكی یك می شود

بیت پرچم صفر: یك بیت پرچم همه منظوره برای استفاده كاربران است

بیت پرچم سرریز (over flew flag) OV: اگر نتیجه جمع یا تفریق در آكولاموتور جا نشود پرچم سرریز یك می شود كه بیانگر ناصحیح بودن نتیجه موجود در آكولاموتور است

بیت توازن (parity bit): این بیت به طور خودكار با توجه به محتوای اكولاموتور صفر یا یك می گردد به طوری كه تعداد بیت های یك انباره به اضافه این بیت به تعداد زوج منجر شود

3-6-1) ثبات B: این ثبات یك ثبات 8 بیتی آدرس پذیر می باشد كه هم به عنوان یك رجیستر عمومی و هم برای كاربرد خاص در نظر گرفته شده است كه كاربرد خاص و اصلی آن انجام عملیات ضرب و تقسیم در آن می باشد.

4-6-1) SP یاحافظه اشاره گر پشته( stack pointer):

SP یك رجیستر 8 بیتی است كه آدرس آن خانه H1 8 از RAM داخلی می باشد استفاده از آن زمانی است كه نیاز به یك حافظه موقت جهت انجام عملی باشد و نخواهیم محتوای قبلی آن از بین برود و یا هنگامی كه بخواهیم به یك برنامه فرعی برویم (مثلا با دستور CALL) اگر لازم باشد بعضی از نتایج برنامه اصلی در جایی ذخیره گردد تا در برنامه فرعی چنانچه مجددا از آنها استفاده كردیم محتوای قبلی آن از بین نرود و با برگشت به برنامه اصلی بتوانیم از آنها استفاده نماییم. شماره آدرس این فضا به وسیله اشاره گر پشته یا SP مشخص می شود (كه برای همین باید SP را در ابتدای كار عدد دهی كنیم) و چنانچه این كار انجام نشود میكروكنترلر مقدار H7 0 را برای آن در نظر می گیرد دستورات PUSH و POP مربوط به این قسمت از حافظه می باشد كه در مورد آنها در قسمت های بعد توضیح داده می شود

5-6-1) ثبات اشاره گر(Data Pointer Register):

این ثبات دو بایتی بوده و می تواندیك عدد چهار رقمی هگز را در خود ذخیره كند كه از آن به عنوان آدرسی برای دستیابی به حافظه كد یا داده خارجی استفاده می شود و آدرس آن H82 و H83 از RAM داخلی درقسمت SFRقرار دارد

6-6-1) ثبات تایمر (كانتر):

تایمر:

8051 دارای دو قبات 16 بیتی متمایز است كه می تواند هم به صورت تایمر و هم به صورت شمارنده عمل كند كه در حالت تایمر این ثبات با یك عدد پر می شود و بایك فركانس خاص شروع به زیاد شدن می كند تا به حداكثر رسیده و به صفر بر می گردد كه این حالت یك بیت یافلگ را از صفر به یك تغییر می دهد

كانتر:

در این حالت چون باید اتفاقات شمرده شود بنابراین پالس از خارج میكرو كنترلر به پایه آی سی (1T ، 0T) امده و باعث افزایش محتوای ثبات می شود و به صورت شمارنده عمل می كند كه توضیح كامل عملكرد این ثبات در مبحث تایمر آمده است .

7-6-1) تایمرTCON:

TCON:

ثبات كنترلر تایمر و كانتر و وقفه های خارجی می باشد كه آدرس H88 قر ار دارد و به صورت بیتی آدرس كردن است

جدول 2-1 ثبات تایمر

0IT

0IE

1IT

1IE

0TR

0TF

1TR

1TF

چهار بیت كم ارزش رابرای كنترل وقفه های خارجی است كه بیت 0IT و 1IT جهت حساس كردن وقفه به لبه پایین رونده به كار می رود و بیتهای 0IE و 1IE به هنگام وقوع وقفه خارجی فعال می شوند و پس از وقوع وقفه پاك می شوند

بیت های 0TR و 1TF برای پی بردن به اینكه یك دوره تایمر كامل شده است یا خیر می باشد.

8-6-1) ثبات TMOD:

با این ثبات می توان حالت تایمر صفر یا تایمر یك را تعیین كرد

9-6-1)  ثبات IE:

جهت فعال یاغیر فعال كردن وقفه هامی باشد

10-6-1)  ثبات IP:

جهت تعیین اولویت وقفه ها می باشد

11-6-1) ثبات SCON:

ثبات كنترل درگاه سریال است كه به كمك آن می توان حالت كاری درگاه را تعیین و همچنین پرچم هایی كه پر یا جالی بودن ثبات اطلاعات سریال را به عهده دارند در آن قرار دارند.

12-6-1)  ثبات SBUF:

دو ثبات مستقل درگاه سریال وجود دارد كه CPU اطلاعاتی را كه باید بفرستد یا اطلاعاتی را كه باید دریافت كند از آنها استفاده می كند

قیمت فایل فقط 6,900 تومان

برچسب ها : تایمر تخصصی بلندمدت مجهز به میكروكنترلر , طرح توجیهی تایمر تخصصی بلندمدت مجهز به میكروكنترلر , دانلود تایمر تخصصی بلندمدت مجهز به میكروكنترلر , برق , میكروكنترلر , میكرو كنترلر AT89C2051 , , تاریخچه , , ساختار میكرو كنترلر 8X51 , , زمان سنج , , برنامه ریزی اینتراپتها , , انتقال سریال , تایمر تخصصی بلندمدت , , دانلود طرح توجیهی , پروژه دانشجویی , دانلود پژو