مقاله ساخت درب هوشمند با AVR

 

توضیحات

دانلود مقاله ساخت درب هوشمند با AVR

 

 

بخشی از مطالب مقاله :

چکیده :

امروزه تکنولوژی الکترونیک در تمام قسمت های زندگی بشر نقش دارد بطوری که اگر آن را از زندگی حذف کنیم دچار مشکلات فراوانی می شویم . مدار زیر قسمت کنترل و فرمان یک درب هوشمند است.این مدار از دو سنسور گیرنده و فرستنده مادون قرمز ،یک آی سی ومدارات تولید پالس تشکیل شده است.نحوه کار مدار به این شکل است که یک مدار آستابل که از یک آی سی تایمر ۵۵۵ ساخته شده است پالس هایی را با فرکانس قابل تنظیم به مدار فرستنده مادون قرمز می فرستد . و فرستنده نیز امواج مادون قرمز را تا فاصله ای خاص می فرستد که به محض

بر خورد با مانع امواج مادون قرمز برگشت می کند وگیرنده آن را دریافت می کند.لازم به ذکر است که فرکانس این امواج ارسالی بوسیله فرستنده باید با فرکانس گیرنده همسان باشد تا از فیلتر داخلی گیرنده عبور کند.در غیر اینصورت بوسیله ی گیرنده قابل در یافت نیست .

گیرنده که فعال به صفر است ،با صفر کردن پایه ی آی سی ،آن را متوجه یک جسم می کند و

 آی سی نیز دستور یک شدن پایه ی متصل به رله را می دهد و رله نیز موتور را به کار انداخته ودرب باز می شود .بعد از مدتی حدود ۱۰ ثانیه درب دوباره شروع به بسته شدن می کند.البته در تمامی این مدت مدا ر فرستنده و گیرنده در حال ارسال و دریافت امواج مادون قرمز هستند .و اگر در همین زمان  هم جسم دیگری دیده شود درب برای ۱۰ ثانیه ی دیگر باز می ماند.

برای پوشش دادن کل عرض مسیر مورد نظر با امواج مادون قرمز اول لازم است که از گیرنده های ترانزیستوری استفاده شود و دوم هم اینکه باید از یک عدسی مقعر برای پراکنده کردن امواج استفاده کرد.

تاریخچه و مقدمه :

ریزپردازنده وسیله ای است که می توان با دادن فرمان آن را به عملیات مختلف واداشت . یعنی یک کنترل کننده قابل برنامه ریزی است . همه ریزپردازنده ها سه عمل اساسی یکسانی را انجام می دهند : انتقال اطلاعات ، حساب و منطق ، تصمیم گیری ، اینها سه کار یکسان هستند که به وسیله هر ریزپردازنده ، کامپیوتر کوچک یا کامپیوتر مرکزی انجام می شود .

اولین ریزپردازنده تک تراشه ای ، ریزپردازنده Intel 4004 بود که توانست دو عدد ۴ بیتی دودویی را جمع کند و عملیات متعدد دیگری را انجام دهد .

۴۰۰۴ با معیارهای امروزی یک وسیله کاملا ابتدایی بود که می توانست ۴۰۹۶ مکان مختلف را آدرس دهد. برای حل این مسئله بود که ریزپردازنده ۸ بیتی ( ۸۰۰۸ ) به وسیله شرکت Intel معرفی شد .

Intel 8008:

Intel 8008 توانست اعداد ۸ بیتی را ( که بایت نامیده می شوند ) به کار گیرد ، که این خود پیشرفت بزرگی نسبت به ۴۰۰۴ بود . تقریبا در همان زمان گشایشی در ساختن مدارهای منطقی NMOS ( نیمه هادی اکسید فلز از نوع N )پیش آمد . منطق NMOS بسیار سریع تر از PMOS است . به علاوه از یک منبع تغذیه مثبت استفاده می کند که آن را برای اتصال به مدارهای منطقی TTL سازگارتر می کند . خصوصیات مذکور از این جهت دارای اهمیت است که بسیاری از مدارهای جنبی ریزپردازنده از نوع TTL هستند . NMOS سرعت ریزپردازنده را با ضریبی در حدود ۲۵ بار افزایش می دهد که رقم چشمگیری است .

این تکنولوژی جدید درساختمان ریزپردازنده معروف امروزی یعنی Intel 8080 به کار برده شد .

 Intel 8080:

Intel 8080 در ۱۹۷۳ و معرفی آن دنیا را به دوره ریزپردازنده وارد کرد . ۸۰۸۰ نوع بسیار غنی شده ای از ۸۰۸۰ بود که می توانست ۵۰۰۰۰۰ عمل را در ثانیه انجام دهد و ۶۴ کیلو بایت از حافظه را آدرس می دهد و ۵۰۰۰۰۰ دستورالعمل را در ثانیه اجرا کند . امتیاز اصلی Z80 نسبت به ۸۰۸۰ این است که می تواند از دستورالعمل هایی که برای ۸۰۸۰  می شوند نیز استفاده کند . نرم افزاری که برای ۸۰۸۰ استفاده می شود بدون پیچیدگی بر روی Z80 قابل اجرا است . یک مشخصه سخت افزاری مهم Z80 در مقایسه با ۸۰۸۰ آرایش کامل تر ثبات هاست . Z80 همچنین مکانیزمی را به کار می گیرد که حافظه RAM دینامیکی را به طور خورکار تازه می کند . این دو مشخصه اضافی موجب برتری Z80 نسبت به Intel 8080 شده است.

سایر ریزپردازنده های اولیه :

تا سال ۱۹۷۳ ، Intel  تولید کننده اصلی ریزپردازنده ها بود . بعد از آن تولید کنندگان دیگر متوجه شدند که این وسیله جدید دارای آینده است و شروع به تولید انواع اصلاح شده دیگری از ریزپردازنده Intel 8080 کردند .

ریزپردازنده های امروزی :

به نظر می رسد که آینده توجه ریزپردازنده در دست سه شرکت Intel  ، Motorola و Zilog است . این شرکت ها هر یک با دو سال یک بار انواع پیشرفته تری از ریزپردازنده ها را تولید می کنند . امروزه ریزپردازنده ها از نظر اندازه بین ۴ تا ۳۲ بیت دارند .

 اندازه کلمه شماره قطعه تولید کننده

۸ ۸۰۴۸ Intel

۸ ۸۰۵۱ Intel

۸ ۸۰۸۵A Intel

۱۶ ۸۰۸۶ Intel

۱۶ ۸۰۸۸ Intel

۱۶ ۸۰۹۶ Intel

۱۶ ۸۰۱۸۶ Intel

۱۶ ۸۰۱۸۸ Intel

۱۶ ۸۰۲۸۶ Intel

۳۲ ۸۰۳۸۶ Intel

۸ ۶۸۰۰ Motorola

۸ ۶۸۰۵ Motorola

۸,۱۶ ۶۸۰۹ Motorola

۱۶,۳۲ ۶۸۰۰۰ Motorola

۱۶,۳۲ ۶۸۰۰۸ Motorola

۱۶,۳۲ ۶۸۰۱۰ Motorola

۳۲ ۶۸۰۲۰ Motorola

۸ Z8 Zilog

۸ Z80 Zilog

۱۶ Z8000 Zilog

۳۲ Z80000 Zilog

 انواع میکروپروسسورها :

۱٫ Genela  ( که خود شامل cpu می باشد که بر اساس برنامه وظیفه آنها تغییر می کند) و µ.c که از تکنولوژی RISC سود می برد .

۲٫پروسسورهای صوتی : سری VP ساخت شرکت QUICK  و سری ISD

۳٫پروسسورهای مخابراتی ( شرکت MITEL فقط پروسسورهای مخابراتی می زند) .

۴٫ پروسسورهای خاص ( برای کاربردهای خاص استفاده می شود )

در معماری CPU از تکنولوژی CISC و RISC استفاده شده که تکنولوژی CISC (  Complex INSTROCTION set Computer )دستورات پیچیده را در داخل خود اجرا می کند و تکنولوژی RISC( Reduce INSTROCTION set Computer )

SET کامپیوتری است که دستورات ساده ای دارد که از این نوع تکنولوژی در میکرو کنترلرها نیز استفاده شده و خواص آن تعداد کم دستورالعمل ها می باشد .

تعریف µ.c :

تراشه هایی هستند که واسطهای صفحه کلید ، دیسک و در بسیاری از دیگر دستگاهها استفاده می شود . این نوع تراشه ها به علت حجم بسیار کوچک که دارند به نام single µ.c chip معروفند .

تفاوت میان ریزپردازنده با ریز کنترل کننده ( µ.c ) :

ریز کنترل کننده ها علاوه بر cpu شامل حافظه ، خطوط I/O تایمر ، کانتر و در برخی از آنها حتی A/D نیز دارند . حال به مروری بر میکروهای AVR و انواع آنها می پردازیم .

 مقدمه :

 -الکترونیک در زندگی امروز

امروزه پیشرفت در الکترونیک ای امکان را به ما داده است تا بتوانیم انواع وسایل الکترونیکی مانند  ماشین حساب های جیبی ، ساعت رقمی ، کامپیوتر برای کاربرد در صنعت در تحقیقات پزشکی و یا طریقه تولید کالا به طور اتوماتیک در کارخانجات و بسیاری از موارد دیگر را مستقیم یا غیر مستقیم مورد استفاده قرار دهیم .

اینها همه به خاطر آن است که فن آوری توانسته مدارهای الکترونیکی را که شامل اجزاء کوچک الکترونیکی هستند ، بر روی یک قطعه کوچک سیلیکن که شاید سطح آن به ۵ میلی متر مربع بیشتر نیست ، جای دهد . فن آوری میکروالکترونیک که به مدارهای یکپارچه معروف به آی سی یا تراشه مربوط می گردد ، در بهبود زندگی بشر تاثیر به سزایی داشته و آن را بطور کلی دگرگون نموده است . تراشه ها همچنین برای مصارفی چون کنترل رباتها در کارخانجات ، یا کنترل چراغهای راهنمایی و یا وسایل خانگی مانند ماشین لباس شویی و غیره مورد استفاده قرار می گیرند . از طرفی تراشه ها را می توان مغز دستگاه هایی چون میکرو کامپیوترها و رباتها به حساب آورد .

– سیستم های الکترونیکی

پس از یک نظر اجمالی در داخل یک سیستم الکترونیکی مانند یک دستگاه رادیو ، تلویزیون و یا کامپیوتر ممکن است انسان از پیچیدگی آن و از یادگیری الکترونیک دلسرد شود ، اما در واقع آن طور که به نظر می رسند ، دشوار نیستند و این به دو دلیل است .

      ا ول اینکه اگرچه سیستم های الکترونیکی اجزاو قطعات زیادی را در خود جای می دهند ، اما باید دانست که انواع کلی این اجزا اغلب محدود و انگشت شمار هستند .

   از مهم ترین گروه های این اجزا می توان مقاومت ها ، خازن ها ، القا گرها ، دیودها ، ترانزیستورها ، کلیدها و مبدل ها را نام برد . این اجزا زمانی که به صورت یکپارچه در یک تراشه قرار می گیرند ، هر یک همان وظیفه خود را به عنوان یک قطعه مجزا انجام می دهند و فقط اندازه  فیزیکی آن کوچکتر شده است .

دوم اینکه انواع سیستم های الکترونیکی از تعداد محدودی مدارهای اصولی و یا بلوک هایی که وظیفه هر کدام به کاراندازی قسمتی از سیستم مثلا تقویت یا شمارش است ، تشکیل یافته اند که به منظور عملکرد کل سیستم ، آن را به یکدیگر متصل می نمایند .

– مدارهای خطی و مدارهای رقمی

بسیاری از سیستم های الکترونیکی طوری طراحی شده اند تا با دریافت یک ورودی الکتریکی و با پردازش آن ، یک خروجی الکتریکی تولید کرده تا بتوانند کار معینی را انجام دهند ( که این کار بدون سیستم مورد نظر ، به تنهایی از عهده ورودی الکتریکی مذکور ساخته نخواهد بود . )

مدارهای الکترونیکی که در سیستم ها کاربرد دارند به دو دسته مهم تقسیم می شوند : مدارهای خطی ( یا قیاسی ) و مدارهای رقمی یا دیجیتال .

مدارهای خطی ار نوع مدارهای تقویت کننده هستند که با سیگنال هایی سرو کار دارند که این سیگنال ها معرف کمیت هایی مانند تغییرات صوتی ، صدای انسان یا موسیقی و غیره هستند . در بسیاری از مدارهای خطی از ترانزیستور به عنوان تقویت کننده صوتی استفاده می کنند . مدارهای دیجیتال از نوع مدارهای کلیدزنی هستند ، که مقدار ورودی یا خروجی آنها در هر زمان فقط    می تواند دارای یکی از دو حالت صفر یا یک باشد و اگر قرار است این دو حالت به هم تبدیل شوند این تبدیل حالت بسیار سریع اتفاق می افتد ، در حالی که مدارهای خطی دارای حالت  مداوم بوده و این حالات به تدریج در واحد زمان قابل تغییر هستند .

 مدارهای رقمی دارای فقط دو حالت هستند و ورودی و خروجی آنها به اصطلاح (high) به معنی بالا ، یعنی نزدیک به میزان ولتاژ منبع مدار و یا (low) به معنی پایین ، یعنی نزدیک صفر ولت هستند.

مطالب فهرست شده :

چکیده

تاریخچه ومقدمه
انواع میکروپروسسورها
مقدمه
مختصری راجع به AVR
خصوصیات Atmega16
ترکیب پایه ها
فیوز بیت ها
پورت B
پورت C
پورت D
شماتیک آی سی
مادون قرمز
شناسایی وتست فرستنده
فرستنده مادون قرمز
اتصال فرستنده به میکرو
گیرنده مادون قرمز
ساختار پایه ای
بلوک دباگرام داخلی
چگونگی اتصال
آی سی ۵۵۵
مدار آستابل با ۵۵۵
نحوه کار مدار
PCB مدار
قطعات لازم
برنامه آی سی
موارد استفاده مدار
ضمائم
برگه اطلاعاتی آی سی ۵۵۵
برگه اطلاعاتی فرستنده مادون قرمز TSAL6200
برگه اطلاعاتی گیرنده مادون قرمز HS0038B
برگه اطلاعاتی آی سی Atmega16