طراحی و ساخت یک کنترل دمای دیجیتالی تابلوهای برق

word قابل ویرایش
70 صفحه
8700 تومان

چکیده
هدف از انجام این پروژه طراحی و ساخت کنترل دمای دیجیتالی تابلوهای برق با استفاده از میکروکنترولر AT M32 می باشند. دستگاهی که طراحی و ساخته شده علاوه بر قسمت اتوماتیک دارای بخش است که می توان دما ، فن و هیتر را بصورت دستی تغییر وضعیت داد. ت

حقق این پروژه کمک شایانی به کنترل دما با دقت بالا در محل های کار ، کارخانجات و بخصوص کارخانه های جوجه کشی می باشد . طبق برنامه ای که برای این پروژه نوشته شده است دماهایی که بصورت دستی تغییر میکنند ، رنج محدودی دارند که این رنج توسط سازنده مشخص شده است.

فهرست مطالب
صفحه عنوان
۹ پیشگفتار
۱۰ فصل اول
۱۱ فصل اول: مقدمه ای بر AVR
12 1-1میکرو کنترل های TINY AVR
18 1-2 میکرو کنترلرهای AT90S
22 1-3 میکروکنترلر های MEGAAVR
28 1-4 خصوصیات داخلی MEGA 32
48 فصل دوم

۴۹ فصل دوم: برنامه Bascom و برنامه نویسی آن
۴۹ ۲-۱ برنامه bascom
51 2-2 محیط برنامه نویسی
۵۶ فصل سوم
۵۷ فصل سوم : سنسور های دما
۵۷ ۳-۱ ترمومترهای شیشه ای
۵۷ ۳-۲ ترمومترهای Bimetal
58 3-3 ترمومترهای فشاری
۵۸ ۳-۴ ترموکوپل
۵۹ ۳-۵ اندازه گیری دما از طریق مقاومت اهمی
۶۰ ۶-۳ lm 35
61 فصل چهارم

۶۲ ر فصل چهارم :طراحی و ساخت یک کنتر ل دمای دیجیتالی تابلو های برق
۶۲ ۴-۱ برنامه و توضیح آن
۷۳ ۴-۲ شکل مدار و توضیحاتی در مورد آن
۷۵ نتیجه گیری
۷۶ مراجع

پیشگفتار

با ورود میکرو کنترلر ها به بازار الکترونیک و استفاده از آنها کار را بر روی بسیاری از قسمتهای الکترونیک آسان تر نمود و به خصوص در صنعت با در دست گرفتن کنترل قسمتهای مختلف یک کارگاه یا کارخانه صنعتی منجر به تولید بیشتر با کیفیت بهتر شد و افق وسیعی از کار را بر روی سازندگان قطعات الکترونیک گشود. نکته ای که در صنعت بسیار مهم به نظر می رسد اندازه گیری پارامتر هایی مثل دما ، فشار و میزان جابه جایی اجسام و … می باشد که کار ها توسط سنسور های مختلف انجام می شود اما روز به روز بر تعداد سنسورها افزوده شده و سنسورهای بهتر با قابلیت های بیشتری به بازار عرضه می گردد و همچنین دستگاه هایی که توسط میکرو کنترلر ها ساخته می شود داری انواع مختلفی بوده و کارهای متفاوتی انجام می دهند یکی ازاین دستگاه ها دستگاه کنترل دمای تابلو و اتاقک ها می باشند که توسط میکروکنترلر ها و حتی بردهای الکترونیکی نیز ساخته می شوند.

پروژه مورد توجه و حائز اهمیت در این پایان نامه در خصوص کنترل دما تابلو های برق می باشد که می توان برای ماشینهای جوجه کشی ، محل کار ، تابلو های برق و غیره میتوان استفاده کرد.
در این پایان نامه ابتدا توضیح مختصری راجع به میکرو کنترلر های AVR آورده شده در بخش های بعد یک توضیح راجع به برنامه bascom ،انواع سنسورهای دما می خوانید و در پایان نیز شکل مدار و برنامه نوشته شده در میکرو آورده شده است.

فصل اول

مقدمه ای بر AVR

فصل اول : مقدمه ای بر AVR
در این فصل هدف بر این است که یک توضیح کلی در مورد AVR کفته شود
یکی از جدید ترین میکروکنترلر های قوی عرضه شده به بازار الکترونیک متغلق به شرکت ATMEL به نام میکروکنترلرهای AVR می باشد این میکرو کنترلر هشت بیتی به علت وجود کامپایلر های قوی به زبان سطح بالا مورد استقبال فراوانی قرار گرفت یادگیری و استفاده از این میکروکنترلر بسیار ساده می باشد و دامنه استفاده آن بسیار وسیع می باشد
از جمله مزیت های آن حافظه بالاتر نسبت به میکروکنترلر های قبلی و وجود دستورات وسیع میباشد و همچنین بر خلاف زبان های سطح بالا که کدهای بیشتری را نسبت به زبان اسمبلی تولید میکردند تولید کدهارا به مینیمم رسانده و با ایجاد تحولی عظیم در معماری میکروکنترلر ها عملیات را تنها در یک سیکل ماشین انجام می دهد و از ۳۲ رجیستر همه منظوره استفاده می کند که این خود باعث شده که ۴ تا ۱۲ بار سریعتر از میکروکنترل های قبلی باشد و دارای حافظه کم مصرف غیرفرار نیز می باشند که و با به کار بردن تکنولوژی شرکت ATMEL حافظه های FLASH وEEPROM در داخل مدار قابل برنامه ریزی هستند

اکثر میکرو کنترلر ها کلاک اسیلاتور به سیستم را را با نسبت ۴/۱ یا ۱۲/۱ تقسیم می کنند که خود باعث کاهش سرعت می شود امادر AVR کلاک اسیلاتور با کلاک داخلی سیستم یکی می شود و هیچ تقسیم کننده ای در داخل AVR وجود ندارد و بنابراین اختلاف فاز کلاک وجود ندارد.
تا قبل از به وجود آمدن AVR ها بیشترین توجه به زبان اسمبلی می شد و توجه خیلی کمی در مورد برنامه نویسی میکروکنترل ها به زبان های سطح بالا می شد.

هدف ATMEL طراحی و معماری میکروکنترل هایی بود که هم برای زبان اسمبلی و هم زبان های سطح بالا مفید باشند به طور مثال در برنامه نویسی C و BASIC می توان یک متغیر محلی به جای متغیر سراسری در داخل زیر برنامه تعریف کرد که در این صورت در زمان اجرای یک زیر برنامه مکانی از حافظه RAM برای متغییر اشغال می شود در صورتی که اگر متغییری به عنوان متغییر سراسری تعریف شود در تمام وقت مکانی از حافظه FLASH را اشغال می کند.

همچنین برای دسترسی سریعتر به منغییرهای محلی و کاهش کد نیاز به افزایش رجیسترهای همه منظوره است AVR ها دارای ۳۲ رجیستر هستند که مستقیم به LOGIC ALU منصل شده اند و تنها در یککلاک سیکل به این واحد دسترسی پیدا می کنند. سه جفت از این از این رجیستر ها می توانند به عنوان رجیستر ۱۶ بیتی استفاده شوند.
میکرو کنترلر های AVR به سه نوع AT90S ,‌ TINY AVR و MEGAAVR تقسیم بندی شده اند .

۱-۱میکرو کنترل های TINY AVR
به طورکلی و نمونه می توان به چند تا از میکروکنترلر های معروف AVR اشاره کرد که عبارتند از ATTINY 10 , 11 , 12 , 15L , 26 , 26L , 28L , 28
شکل ۱

برخی از خصوصیات ATTINY 10,11,12
• کارآیی بالا و توان مصرفی کم
• دارای ۹۰ دستورالعمل با کارآیی بالا که اکثرا تنها در ی
• ک سیکل اجرا می شوند
• ۸*۳۲ رجیستر کاربردی
• سرعتی تا ۸ مگاهرتز

• یک کیلوبایت حافظه FLASH داخلی قابل برنامه ریزی و پایداری آن تا ۱۰۰۰ بار خواندن و نوشتن
• ۶۴ بایت حافظه EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی و پایداری آن تا ۱۰۰۰۰۰ بار نوشتن و پاک کردن
• قفل برنامه FLASH و حافظه EEPROM
• یک تایمر-کانتر ۸ بیتی
• یک مقایسه گر آنالوگ داخلی
• وقفه در اثر تغییر وضعیت پایه
• منابع وقفه داخلی و خارجی

• ارتباط سریال SPI در ATTINY 12
• قابل انتخاب بودن اسیلاتور داخلی برای ATTINY 12
• در حالت فعال ۲٫۲ میلی آمپر و در بیکاری ۵/ میلی آمپر
• ولتاژ عملیاتی ۱٫۵ تا ۵٫۵ ولت برای ATTINY 12
• فرکانس کاری تا ۸ مگاهرتز

این سری از AVR ها همگی ۸ پایه بوده و کمترین تعداد پایه را در AVR ها دارا می باشند.
اما فیوز بیت های این خانواده که در ATTINY 11 ب

رابر ۵ فیوز بیت و در ATTINY 12 دارای ۸ فیوز بیت می باشند
فیوز بیت ها بیت های قابل برنامه ریزی هستند که با پاک شدن میکرو تاثیری نمی بینند و در واقع تعیین کننده برخی از شرایط کاری میکرو می باشند پیشنهاد می شود جهت آشنایی بیشتر با این فیوز بیت ها به کتاب هایی که در زمینه میکرو کنترلر های avr توشتهشده است مراجعه شود اما برای اطلاع بیشتر برنامه ریزی این فیوز بیت ها در برتامه ای مثل BASCOM کاری بسیار راحت می باشد که در موقع توضیح این برنامه توضیح داده خواهد شد.
ATTINY 15L

شکل ۲
خصوصیات این AVR هم دقیقا مثل ATTINY های قبلی است اما دارای تغییراتی و فرق های جزئی می باشد که عبارتند از:
• دو تایمرـ کانتر ۸ بیتی
• ۴ کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال و یک کانال تفاضلی آنالوگ به دیجیتال با کنترل گین X 20
• مدار POWER-ON RESET

• اسیلاتور داخلی کالیبره شده ۶/۱ مگاهرتزی وقابل تنظیم
• خروجی PWM ,8 بیتی با فرکانس ۱۵۰ کیلو هرتز
• عملکرد کاملا ثابت
• توان مصرفی در حالت فعال ۳ میلی آمپر و در حالت بیکاری ۱ میلی امپر
• ولتاژ عملیاتی ۲٫۷ تا ۵٫۵ ولت
• ۶ خط ورودی خروجی قابل برنامه ریزی
• دارای ۶ فیوز بیت می باشد.

ATTINY 26
دارای خصوصیاتی است که با میکرو های قبلی تا حدودی فرق میکند که در زیر به بعضی از آنها اشاره می کنیم .
• دارای ۱۱۸ دستورالعمل با کارآیی بالا که اکثرا در یک سیکل اجرا می شوند.
• سرعتی تا ۱۶ مگاهرتز
• ۲ کیلو حافظه FLASH قابل برنامه ریزی و پایداری آن تا ۱۰۰۰ بار نوشتن و پاک کردن
• ۱۲۸ بایت حافظه SRAM

• ۱۲۸ بایت حافظه EEPROM و پایداری آن تا ۱۰۰۰۰۰ بار خواندن و نوشتن

• ایجاد وقفه با تغییر وضعیت بر روی ۱۱ پایه
• یک تایمر ـکانتر ۸ بیتی
• یم تایمر ـ کاتنتر ۸ بیتی پر سرعت
• دوخروجی PWM فرکانس بالا
• ۱۱ آنالوگ ADC با کنترل گین X1 تا X20 و ۸ کانال شیز تفاضلی
• یک مقایسه گر آنالوگ داخلی
• دارای اسیلاتور داخلی
• ولتاژ کاری ۲٫۷ تا ۵٫۵ ولیت برای ATTINY 26L و ۴٫۵ تا ۵٫۵ ولت برای
• فرکانس کاری ۸ مگاهرتز برای ATTINY 26L و ۱۶ مگاهرتز برای ATTINY26
• در دو نوع بسته بندی و۲۰ پایه در حالت PDIP و ۳۲ پایه در MLF که ۱۲ پایه آن بدون مصرف است.
• دارای دو بایت فیوز بیت می باشد

.

شکل ۳

خصوصیات ATTINY 28L , 28V

شکل ۵
• دارای ۹۰ دستورالعمل
• ۲کیلو بایت حافظه FLASH سرعتی تا ۴ مگا هرتز
• دارای یک تایمر ـ کانتر ۸ بیتی
• یک مقایسه گر انالوگ داخلی
• دارای اسیلاتور داخلی

• توان مصرفی ۳ میلی امپر در حالت فعال
• و در حالت بیکاری ۱٫۲ میلی آمپر
• ولتاژ کاری ۱٫۸۷ تا ۵٫۵ ولت برای ATTINY 28V
• ولتاژ کاری ۲٫۷ تا ۵٫۵ ولنت برای ATTINY 28L
• فرکانس ۱٫۲ مگا هرتز برای ATTINY 28V
• فرکانس ۴ مگاهرتز برای ATTINY 28L
• دارای ۲۸ پایه در بستع بندی PDIP و ۳۲ پایه در نوع TQFP و MLF
• دارای ۵ فیوز بیت

۱-۲ میکرو کنترلرهای AT90S

 

شکل ۶

در اینجا به انواع AT90S ها که شامل
AT90S1200 ,AT90S2313, AT90S2323/L2323/S2343/L2343 , AT90S2333/LS 2333/S4433/LS4433 AT90S8515, AT90S8535/L 8535

خصوصیات AT90S1200
• دارای ۸۹ دستورالعمل
• ۸*۳۲ رجیستر کاربردی
• سرعتی تا ۱۲ مگا هرتز
• یک کیلو بایت حافظه FLASH و ۱۰۰۰ بار قابلیت نوشتن و پاک کردن
• ۶۴ بایت حافظه EEPROM داخلی و قابلیت ۱۰۰۰۰۰ بار نوشتن و پاک کردن
• توان مصرفی در حالت فعال ۱۲ میلی امپر و در حالت بلیکاری ۴/ میلی آمپر
• ولتاژ کاری ۲٫۷ تا ۶ ولت برای نوع ۴ و ۴ تا ۶ ولت برای نوع ۱۲
• فرکانس کاری ۴ مگاهرتز برای نوع ۴ و تا ۱۲ مگاهرتز برای نوع ۱۲
• دارای ۱۵ پایه ورودی و خروجی
• دارای ۲۰ پایه در انواع PDIP , SOIC , SSOP
• دارای ۲ فیوز بیت

خصوصیات AT90S2313

• دارای ۱۱۸ دستورالعمل
• سرعتی تا ۱۰ مگاهرتز
• ۲ کیلو بایت حافظه FLASH قابل برنامه ریزی و قابلیت برنامه ریزی تا ۱۰۰۰ بار
• ۱۲۸ بایت حافظه SRAM
• ۱۲۸ بایت حافظه EEPROM و قابلیت پاک کردن و نوشتن تا ۱۰۰۰۰۰ بار نوشتن و پاک کردن
• یک تایمر ـ‌کانتر ۸ بیتی
• یک تایمر ـ‌کانتر ۱۶ بیتی و دارای مدهای CAMPARE , CAPTURE و PWM های ۸ یا ۹ یا ۱۰ بیتی
• توان مصرفی در حالت فعال ۲٫۸ میلی آمپر و ۸/ آمپر در حالت بیکاری
• ولتاژ کاری ۲٫۷ تا ۶ ولت برای نوع ۴ و ۴ تا ۶ ولت برای نوع ۱۰
• فرکانس ۴ مگاهرتز برای نوع ۴ و ۱۲ مگاهرتز برای نوع ۱۰
• ۱۵ خط ورودی و خروجی
• ۲۰ پایه در انواع PDIP , SOIC
• دارای دو فیوز بیت

خصوصیات AT90S2323/LS2323/S2343/LS2343
خصوصیات با نوع قبلی توضیخ داده شده تقریبا یکی است البته با تفاوتهایی جزئی که عبارتند از :
• دارای یک تایمر ـ‌کانتر ۸ بیتی
• توان مصرفی در حالت فعال ۲٫۴ میلی آمپر و در حالت بیکاری ۵/ میلی آمپر
• ولتاژ کاری ۴ تا ۶ ولت برای AT90S2323/AT90S2343
• ولتاژ کاری ۲٫۷ تا ۶ ولت برای AT90LS2323/AT90LS2343
• فرکانس کاری تا ۱۰ مگاهرتز برای AT90S2323/AT90S2343-10

• فرکانس کاری تا ۴ مگاهرتز برای AT90LS2323/AT90LS2343-4
• فرکانس کاری تا ۱ مگاهرتز برای AT90LS2343-1
• ۳ خط ورودی و خروجی برای AT90S2323/LS2323
• ۵ خط ورودی خروجی برای AT90S2343/LS2343
• ۸ پایه در انواع PDIP , SOIC
• دارای ۲ فیوز بیت

خصوصیات AT90S2333/LS2333/S4433/LS4433
• دارای خصوصیات AT90S2313 به جز در مورد فرکانس کاری و ولتاژ کاری و توع بسته بندی
• توان مصرفی در حالت فعال ۳٫۴ میلی آمپر و در حالت بیکاری ۱٫۴ میلی آمپر
• ۲٫۷ تا ۶ ولت برای AT90LS2333/AT90LS4433
• ۴ تا ۶ ولت برای AT90S2333/AT90S4433
• فرکانس کاری تا ۴ مگاهرتز برای انولع LS
• فرکانس کاری تا ۸ مگاهرتز برای انواع S
• ۲۰ پایه ورودی خروجی قابل برنامه ریزی

• ۲۸ پایه در بسته بندی PDIP و ۳۲ پایه نوع TQFP
• دارای ۶ فیوز بیت قابل برنامه ریزی

خصوصیات AT90S8515
خصوصیات با میکر قبلی یکی است به جز:
• توان مصرفی در حالت فعال ۳ میلی آمپرو در حالت بیکاری ۱ میلی آمپر

• ولتاژ کاری ۲٫۷ تا ۶ ولت برای نوع ۴ و ۴ تا ۶ ولت برای نوع ۸
• فرکانس کاری ۴ مگاهرتز برای نوع ۴ و ۸ مگاهرتر برای نوع ۸
• ۳۲ پایه ورودی خروجی قابل برنامه ریزی

• ۴۰ پایه در بسته بندی PDIP و ۴۴ پایه در نوع PLCC , TQFP
• دارای ۲ فیوز بیت
خصوصیات AT90S8535/LS8535
خصوصیات مثل نوع قبل بجز:
• توان مصرفی در حالت فعال ۶٫۴ میلی آمپر و در حالت بیکاری ۱٫۹ میلی آمپر
• ولتاژ کاری ۲٫۷ تا ۶ ولت برای نوع LS و ۴ تا ۶ ولت برای نوع S‌
• فرکانس کاری تا ۴ مگاهرتز برای نوع LS و ۸ مگاهرتز برای نوع S‌
• دارای ۴۰ پایه در نوع PDIP و ۴۴ پایه در بسته بندی های PLCC, MLF,TQFP

۱-۳ میکروکنترلر های MEGAAVR
مهمترین گروه از AVR ها این گروه می باشد به واسطه اینکه دارای دامنه عملیاتی بسیار زیاد می باشند و قابلیت های بیشتری نسبت به گروه قبلی خود دارند.

مزیتمهمی که به نظر ما در این سری از AVR ها وجود دارد یکی دامنه فرمانی بسیار بالا و دیگری برخی از اعضای این خانواده دارای RTC یا CLOCK SOFT می باشند که این کار باعث شده تا بسیاری از برنامه های نوشته شده بر روی این خانواده کوتاهتر و دقیقتر شود اعضای مهم این گروه عبارتند از: ATMEGA323, 323L, 32, 32L, 128, 128L, 163, 163L, 8,8L, 8515, 8515L,

۸۵۳۵, ۸۵۳۵L, 161L, 161, 162, 162L, 16, 16L, 103, 103L, 169, 169L, 169V, 64, 64L
نکتهای که میان MEGA های هم نام ومتفائت در پسوند شان وجود دارد توان مصرفی و کلاک سیستم آنها می باشد.
در اینجا همه آنها را توضیح نخواهیم داد چون توضیح خود شامل گزارشی کامل و مفصل است این نکته قابل توجه است که تقریبا همگی دارای خصوصیات مشابه می باشند.

توضیحات ATMEGA 8 ,8L

• دارای ۱۳۰ دستورالعمل
• سرعتی تا ۱۶ مگاهرتز
۸ کبلو بایت حافظه FLASH داخلی و قابلیت ۱۰۰۰۰ بار پاک کردن و نوشتن
• ۱۰۲۴ بایت حافظه SRAM
• ۵۱۲ بایت حافظه EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی و قابلیت ۱۰۰۰۰۰ بار نوشتن و پاک کردن
• دوتایمر ـ کانتر مجزا ۸ بیتی
• یک تایمر ـ‌کانتر ۱۶ بیتی
• ۸ کانال مبدل دیجیتال به آنالوگ در بسته بندی های TQFP , MLF
• ۶ کانال مبدل دیجیتال به آنالوگ در بسته بندی PDIP
• قابلیت SPI

• قابلیت ارتباط د وسیمه‌
• ولتاپ عملیاتی ۲٫۷ تا ۵٫۵ برای MEGA8L و ۴٫۵ تا۵٫۵ برای MEGA8
• فرکانس تا ۸ مگاهرتز برای نوع L و ۱۶ مگاهرتز برای نوع معمولی
• ۲۳ خط ورودی و خروجی قابل برنامه ریزی
• ۲۸ پایه در بسته بندی PDIP و ۳۲ پایه در TQFP , MLF
• دارای دو بایت فیوز بیت

شکل ۷

توضیحات ATMEGA 16,16L
تقریبا مثل نوع قبل فقط دارای تعداد پایه های ورودی خروجی بیشتر و حافظه بیشتر
• دارای ۱۳۱ دستورالعمل
• سرعتی تا حدود ۱۶ مگاهرتز
• ۱۶ کیلو بایت حافظه FLASH داخلی قابل برنامه ریزی و قابلیت ۱۰۰۰۰ بار نوشتنو پاک کردن
• ۱۰۲۴ بایت حافظه داخلی SRAM
• ۵۱۲ بایت حافظه EEPROM
• قابلیت ارتباط STAG
• دو تایمرـ کانتر ۸ بیتی مجزا
• یک تایمرـ کانتر ۱۶ بیتی
• ۸ کانال مبدل دیجیتال به آنالوگ ۱۰ بیتی
• ولتاژ کاری ۲٫۷ تا ۵٫۵ برای نوع L و۴٫۵ تا ۵٫۵ برای نوع معمولی
• فرکانس کاری ۸ مگاهرتز برای نوع L و ۱۶ مگات هرتز برای نوع معمولی
• ۳۲ پایه قابل برنامه ریزی

• ۴۰ پایه در بسته بندی PDIP و ۴۴ پایه در بسته بندی TQFP , MLF
• دارای ۲ بایت فیوز بیت.

شکل ۸

توضیحات ATMEGA 32 , 32L
مهمترین عضو این خانواده می باشد چون همه قابلیت های یک AVR را دارا می باشد و بیشترین استفاده را در ساخت پروژه ها دارا می باشد
• دارای ۱۳۱ دستورالعمل
• سرعتی تا ۱۶ مگاهرتز
• ۳۲ کیلو بایت حافظه FLASH داخلی و قابلیت ۱۰۰۰۰ بار پاک کردن و نوشتن
• ۲ کیلو بایت حافظه SRAM
• ۱۰۲۴ بایت حافظه EEPROM با قابلیت ۱۰۰۰۰۰ بار خواندن و نوشتن
• قابلیت JTAG
• دو تایمر ـ کانتر ۸ بیتی
• یک تنایمر ـ کانتر ۱۶ بینتی
• ۴ کانال PWM
• ۸ کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال ۱۰ بیتی با کنترل گین ۱ , ۱۰ , ۲۰۰X‌
• دارای RTC
• ولتاژ عملیاتی ۲٫۷ تا ۵٫۵ برای نوع L و ۴٫۵ تا ۵٫۵ ولت برای نوع معمولی
• فرکانس کاری تا ۸ مگا هرتز برای نوع L و تا ۱۶ مگاهرتز برای نوع معمولی
• ۳۲ پایه ورودی خروجی

• ۴۰ پایه در بسته بندی PDIP و ۴۴ پایه در بسته بندی TQFP , MLF‌
• دارای دو بایت فیوز بیت

توضیحات ATMEGA 64 , 64L
این میکرو نیز یکی از مهمترین اعضای این خاواده می باشد به واسطه دارای بودن همه امکانات و حافظه و تعداد پایه های بیشتر
• دارای ۱۳۰ دستورالعمل
• سرعتی تا حدود ۱۶ مگاهرتز

• ۶۴ کیلوبایت حافظه بمشسا داخلی قابل برنامه ریزی تا ۱۰۰۰۰ بار
• ۴ کیلو بایت حافظه داخلی SRAM
• ۲ کیلو بایت حافظه EEPROM و قابلیت پاک کردن و نوشتن تا ۱۰۰۰۰۰ بار
• دو تایمر ـ کانتر ۸ بیتی مجزا
• دو تایمر ـ‌کانتر ۱۶ بیتی
• ۲ کانال PWM 8 بیتی.

شکل ۹

• ۶ کانال PWM 16 بیتی
• ۸کانال مبدل آنالوگ به دیجیتنال ۱۰ بیتی
• دارای RTC‌
• مطابقط با میکرو ۱۰۳ توسط انتخاب فیوز بیت
• ولتاژ عملیاتی ۲٫۷ تا ۵٫۵ ولت برای نوع L و ۴٫۵ تا ۵٫۵ ولت برای نوع معمولی
• فرکانس تا ۸ مگاهرتز برای نوع L و تا ۱۶ مگا هرتز برای نوع معمولی
• ۵۳پایه ورودی خروجی
• ۶۴ پایه در بسته بندی TQFP , MLF
• دارای ۳ بایت فیوز بیت
مهمترین ATMEGA ها توضیح داده شد توصیه می شود برای آگاهی بیشتر از بقیه اعضای این خانواده به کتابها و جزواتی که در این مورد نوشته شده است مراجعه کنید.
۱-۴ خصوصیات داخلی MEGA 32

کلاک سیستم
کلاک سیستم میکرو مطابق با شکل۱۰ توزیع می شود

شکل ۱۰ : کلاک سیستم

کلاک CPU : این کلاک برای انجام عملیات AVR استفاده می شود. توقف و به مکث بردن این کلاک باعث می شود که عملیات و محاسبات انجام نگیرد.
کلاکI/O : این کلاک توسط بسیاری از ماژول های I/O مثل تایمر ها و کانتر هاتر ها و … استفاده می شود.
کلاک FLASH :‌این کلاک عملیات ارتباطی با حافظه FLASH را کنترل می کند که این کلاک معمولا با کلاک CPU فعال می شود
کلاک غیر همزمان تایمر:‌ با این تایمر/کانتر به صورت غیر همزمان توسط کریستال ساعت ۳۲۷۶۸ هرتز کار می کند .
کلاک ADC : ADC از ی

ک کلاک جدا گانه حساس استفاده می کند که باعث می شود کلاک های CPU ,I/O به حالت ایست رفته تا نویز حاصل از مدار دیجیتال داخلی کاهش یافته و در نتیجه عملیات تبدیل با دقت بیشتری انجام یابد.
منابع کلاک‌:‌
میکرو دارای انواع منابع کلاک اختیاری ایت که می توان انواع آن رات به وسیله بیت های قابل برنامه ریزی FLASH (فیوز بیت ها) انتخاب کرد. این منابع عبارتند از:
اسیلاتور کریستالی : در این حالت کریستال یا نوسانگر سرامیکی یا کریستال کوارتز به دوپایه XTAL1 , XTAL2 وصل می شود.

اسیلاتور کریستالی فرکانس پایین ۳۲۷۶۸ هرتز
اسیلاتور RC خارجی : فرکانس تقریبی توسط معادله F=1/(3RC) به دست می آید. مقدار خازن بایستی حداقل ۲۲ پیکوفاراد باشد. با برنامه ریزی کردن فیوز بیت CKOPT می توان خازنهای داخلی ۳۶ پیکوفاراد را بین XTAL1 و GND راه اندازی کند و در نتیجه نیازی به خارجی نیست

اسیلاتور RC کالیبره شده داخلی :‌اسیلاتور داخلی کلاک های نامی ۱ و ۲ و ۴ و ۸ مگاهرتز را در ولتاژ ۵ ولت و دمای ۲۵ درجه سانتیگراد تولید می کند. این کلاک را با برنامه ریزی کردن بیتهای CKSEL می توان به عنوان کلاک سیستم مورد استفاده قرار دادو دیگر احتیاجی به کلاک و مدار خارجی نیست.
کلاک خارجی: برای راه اندازی میکرو توسط کلاک خارجی پایه XTAL1 طیق شکل زیر بایستی وصل شود. برای کار در این حالت باید فیوز بیت CLOPT را برنامه ریزی نمود تا خازن ۳۶ پیکوفاراد بین XTAL1 و GND فعال گردد.

اسیلاتور و تایمر: البته در میکروهایی که دارای پایه های TOSCI و TOSC2 هستند کریستال مستقیم بین این دو پایه قرار می گیرد.

۱۶-۱فیوز بیت کلاک :
میکرو دارای انواع منابع کلاک می باشد که مب توان با برنامه ریزی فیوز بیت ها یکی از انها را انتخاب نمود.

منابع کلاک CKSEL3…۰
کریستال خارجی ۱۱۱۱-۱۰۰۰
کریستال فرکانس پایین ۰۱۱۱-۰۱۰۰
اسیلاتور RC کالیبره شده ۰۰۱۰
کلاک خارجی ۰۰۰۰

فیوز بیت های میکرو : همانطور که گفته شد فیوز بیت ها بیت هایی هستند که بابرنامه ریزی انها می توان میکرو را برای نوع کار خاصی آماده کرد و در واقع میکرو را در حالت خاصی قرار داد
در برنامه BASCOM برنامه ریزی کردن این فیوز بیت ها بسیار ساده می باشد هنگامی که به صفحه برنامه ریزی میکرو می روید یک از قسمتهای برنامه ریزی میکرو برنامه ریزی فیوز بیت ها می باشد که کنار هز فیوز بیت نوع کار و چگونگی کار آن نیز نوشته شده است برخی از فیور بیت های مهم میکرو به جز فیوز بیت های کلاک که در بالا توضیخ داده شد عبارتند از :

OCDEN :‌ برنامه ریزی این بیت به قسمتهایی از میکرو اجازه می دهد که در مد SLEEP نیز کار کنند
JTAGEN :‌ بیتی برای فعال سازی برنامه ریزی میکرو از طریق استاندارد ارتباطی IEEE که در حالت پیش فرض فعال است

SPIEN :‌ در حالت پیش فرض برنامه ریزی شده و میکرو از طریق ارتباط SPI برنامه ریزی میشود.
EESAVE :‌ با برنامه ریزی این بیت می توان هنگامی که میکرو را پاک می کنیم حافظه EEPROM آن را پاک نکرد و اطلاعات آن را محفوظ نگاهداشت.
BOOTSZ0 , BOOTSZ1 :‌ در صورت برنامه ریزی شدن ای نفیوز بیت اجرای برنامه ار آدرس حافظه BOOT آغاز خواهد شد.
BOOTRST :‌ در صورت برنامه ریزی آدری بردار ریسیت به آدرسی که فیوز بیت های قبلی تعغییت کرده اند تغییر می یابد.
BODLEVEL :‌ در سورتی که برنامه ریزی نشده باشد اگر ولتاژ از ۲٫۷ ولت پایین تر بیاید ریسیت داخلی میکرو فعال می شود و میکرو را ریسیت می کند اما با برنامه ریزی این بیت هر گاه ولتاژ از ۴ ولت کمتر شود ریسیت داخلای میکرو فعال می شود و میکرو ریسیت می شود.
BODEN : برای فعال کردن عملکرد مدار BROWN-OUT این بیت بایستی برنامه ریزی شده باشد.
ساختار پردازنده AVR

در میکروکنترلر های AVR یک واحد مرکزی وجود دارد که تمام فعالیتهای میکروکنترلر را مدیریت و تمام عملیات لازم بر روی داده ها را انجام می دهد ، همچنین وظیفه ارتباط با حافظه ها و کنترل تجهیزات جانبی را بر عهده دارد به این واحد MCU می گویند .
شکل ۱۰ساختار کلی (Master Control Unit ) MCU را نشان می دهد .

شکل ۱۱ : واحد MCU

در میکرو کنترلرهای AVR از معماری هاروارد استفاده شده است . بطوریکه حافظه میکروکنترلرهای AVR به دو قسمت ((حافظه برنامه)) و (( حافظه داد ها)) تقسیم می شود ، همچنین برای ایجاد ارتباط با هریک از این قسمتها ، از گذرگهای مجزا استفاده می شود . معماری هاروارد در مقایسه با معماری سنتی ، فون نیومن که از طریق یک گذرگاه مشترک به داده و برنامه دسترسی پیدا می کند ، پهنای باند بهتری دارد . با توجه به توضیحات بالا ، به شرح عملکرد هر یک از قسمت ها خواهیم پرداخت .

رجیسترهای عمومی ( فایل رجیستر )
تعداد این رجیسترها ۳۲ عدد بوده و عبارتند از R0تا R31 که هر کدام از این رجیسترها هشت بیتی و با واحد ALU در ارتباط مستقیم می باشند .
از میان رجیسترهی R0 تا R31 رجیسترهای R26 تا R31 دارای نام دیگری نیز هستند که بصورت شکل ۱۳ تعریف می شوند .
همانطور که مشخص است رجیسترهای R26 و R26 تشکیلیک رجیستر ۱۶ بیتی به نام X را می دهد و برای رجیسترهای Yو Z نیز چنین است .

کاربرد این رجیسترها (Z,Y,X) که به آنها رجیسترهای اشاره گر می گویند ، علاوه بر کاربرد عمومی برای آدرس دهی غیر مستقیم ، در فضای حافظه داده و برنامه استفاده می شوند . ( شکل ۱۵)

واحد ALU
این واحد وظیفه انجام عملیات منطقی و ریاضی مانند ADD ، SUB ، AND ،… را دارد . واحد ALU بطور مستقیم با رجیستر های R0 تا R31 در ارتباط می باشند .

شکل ۱۲ :CPU

IR ( رجیستر دستور Instruction Register ) این رجیستر ، کد دستورالعملی را که از حافظه برنامه FLASH خوانده شده و باید اجرا شود را در خود جای می دهد .
شکل ۱۳ ارتباط رجیسترهای عمومی با واحد ALU

شکل ۱۳ : رجیسترهای عمومی

شکل ۱۴ : نام گذاری رجسیتر های R26 تا R31

شکل ۱۵ : آدرس دهی غیر مستقیم داده و برنامه

ID(واحد رمز گشایی دستور Instruction Decoder )

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 70 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد