دانلود تحقیق ساعت دیجیتال

تحقیق ساعت دیجیتال تحقیق ساعت دیجیتال

دسته بندی	برق ،الکترونیک و مخابرات
فرمت فایل	doc
حجم فایل	21095 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	84

ساعت دیجیتال

چکیده:

در واقع یک تابلوی نمایشگر دیجیتالی، متن مورد نظر خود را از طریق تجهیزات ورودی همچون کیبورد و یا پورت سریال دریافت می کند. و این اطلاعات را در اختیار پردازنده قرار می دهد. سپس پردازنده پس از آنالیز اطلاعات آن را در حافظه تابلو ذخیره نموده. علاوه بر آن حافظه موجود در تابلو
می تواند کدهای برنامه را در خود نگهداری نماید. از طرفی پردازنده با توجه به اطلاعات ذخیره شده، سیگنالهای لازم را جهت نمایش تولید کرده و در اختیار درایورها قرار می دهد. با توجه به اینکه نحوه چیدمان LED‌ ها در نمایشگر به صورت ماتریسی می باشد، لذا دو دسته درایور برای راه اندازی ماتریس نیاز است که شامل درایورهای سطر و درایورهای ستون می باشند. این درایورها با توجه به فرامین دریافتی از سوی پردازنده، با روشن و خاموش نگاه داشتن LED‌ های موجود در ماتریس، باعث به نمایش درآمدن مطالب (اعم از متن و یا تصویر) بر روی ماتریس خواهند شد.

به این تصویر نگاه کنید، تصویر صورتک خندان!

در نگاه اول تصویر به صورت یک تصویر کامل و یکپارچه به نظر می رسد. اما اگر کمی با دقت بیشتر به آن دقت کنید و تا حد امکان آنرا بزرگ نمایید متوجه خواهید شد که در واقع آن تصویر از نقاط (Pixel) متعددی تشکیل شده. پس تصویر را می توان مجموعه نقاطی دانست که دارای رنگهای
متفاوتی اند. هر یک از این نقاط را یک جزء تصویر (Element Picture) و این خاصیت موزائیکی تصویر می نامند.

هر چه تعداد اجزاء تصویر در واحد سطح بیشتر باشد، وضوح بیشتر می باشد. به عبارت دیگر تصویر به واقعیت نزدیکتر بوده، جزئیات آن بهتر دیده می شود. در تابلوهای دیجیتالی نیز خاصیت موزائیکی وجود دارد. تصویر تابلو توسط ماتریسی از LED‌ ها ایجاد می گردد. در اینجا ابعاد یک جزء تصویر به اندازه قطر یک LED است. که از یک فاصله معین چشم بیننده قادر به تمایز نقاط تصویر ایجاد شده نبوده و یک تصویر را یکپارچه احساس می کند.

جهت تشکیل تصویر بر روی پانل تابلو، نیاز به روشن و خاموش نگه داشتن  LED‌های موجود بر روی تابلو متناسب با تصویر مورد نظر است. بنابراین نیاز به کنترل تک تک  LEDهای موجود در تابلو
می باشد. از طرفی هر LED دارای دو پایه است (با فرض تک رنگ بودن) و در صورتی که ما یک پانل LED با ماتریس 10×10 داشته باشیم، دویست پایه و یا دویست سیم جهت کنترل داریم. مسلماً استفاده از این تعداد سیم مقرون به صرفه نخواهد بود و باعث پیچیدگی مدار خواهد شد. جهت برطرف کردن مشکل فوق می توان پایه های یکسان در LED‌ ها را به صورت سطری و ستونی به یکدیگر متصل نمود. به تصویر بالا دقت کنید.

همانطور که در تصویر مشاهده نمودید، در این آرایش آند تمامی LED‌ های موجود در یک سطر یکسان به هم متصل شدند، همچنین کاتد LED‌ های موجود در یک ستون نیز به هم اتصال داده
شده اند. شما در این حالت جهت روشن کردن هر LED کافیست که سطری که آن LED در آنجا قرار دارد را به سطح ولتاژ مثبت اتصال داده و سپس ستون مربوط به همان LED را به زمین مدار وصل کنید.

با این روش ما توانستیم از تعداد سیمهای مورد نیاز جهت کنترل LED‌ ها بکاهیم ولی در مقابل امکان کنترل همزمان تمامی سطرها را از دست دادیم و در هر لحظه فقط و فقط میتوان LED های موجود در یک سطر و یا یک ستون را کنترل نمود.

جهت نمایش نیازی هم به تمامی LED ها نیست و میتوان توسط جاروب نمودن سطرها و یا ستون ها نیز به نمایش تصویر در تابلو روان پرداخت.

به هر حال در صورت عدم استفاده از روش فوق شما مدار پیچیده ای خواهید داشت، مثلاً برای کنترل LED‌ ها موجود در تصویر شما حداقل باید از طریق 41 سیم ماتریس را کنترل می کردید. در حالی که با استفاده از روش ماتریسی شما فقط به 13 سیم نیاز دارید. فقط در این حالت برنامه شما کمی پیچیده خواهد شد.

مختصری راجع به AVR :

زبانهای سطح بالا یا همان HLL‌(HIGH LEVEL LANGUAGES) به سرعت در حال تبدیل شدن به زبان برنامه نویسی استاندارد برای میکروکنترلرها (MCU) حتی برای میکروهای 8 بیتی کوچک هستند. زبان برنامه نویسی BASIC‌ و C بیشترین استفاده را در برنامه نویسی میکروها دارند ولی در اکثر کاربردها کدهای بیشتری را نسبت به زبان برنامه نویسی اسمبلی تولید می کنند. ATMEL ایجاد تحولی در معماری، جهت کاهش کد به مقدار مینیمم را درک کرد که نتیجه این تحول میکروکنترلرهای AVR هستند که علاوه بر کاهش و بهینه سازی مقدار کدها به طور واقع عملیات را تنها در یک کلاک سیکل توسط معماری RISC ‌ (REDUCED INSTRUCTION SET COMPUTER) انجام می دهند و از 32 رجیستر همه منظوره (ACCUMULATORS) استفاده می کنند که باعث شده 4 تا 12 بار سریعتر از میکروهای مورد استفاده کنونی باشند.

تکنولوژی حافظه کم مصرف غیرفرّار شرکت ATMEL برای برنامه ریزی AVR‌ ها مورد استفاده قرار گرفته است در نتیجه حافظه های FLASH‌ و EEPROM در داخل مدار قابل برنامه ریزی (ISP) هستند. میکروکنترلرهای اولیه AVR‌ دارای 1 ، 2 و 8 کیلوبایت حافظه FLASH و به صورت کلمات 16 بیتی سازماندهی شده بودند.

AVR ها به عنوان میکروهای RISK با دستورات فراوان طراحی شده اند که باعث می شود حجم کد تولید شده کم و سرعت بالاتری بدست آید.

عملیات تک سیکل

با انجام تک سیکل دستورات، کلاک اسیلاتور با کلاک داخلی سیستم یکی می شود. هیچ تقسیم کننده ای در داخل AVR قرار ندارد که ایجاد اختلاف فاز کلاک کند. اکثر میکروها کلاک اسیلاتور به سیستم را با نسبت 1:4 یا 1:12 تقسیم می کنند که خود باعث کاهش سرعت می شود. بنابراین
AVR ها 4 تا 12 بار سرعتر و مصرف آنها نیز 12 - 4 بار نسبت به میکروکنترلرهای مصرفی کنونی کمتر است زیرا در تکنولوژی  CMOS‌استفاده شده در میکروهای AVR، مصرف توان سطح منطقی متناسب با فرکانس است.

نمودار زیر افزایش MIPS‌ ( MILLION INSTRUCTION PER SECONDS) را به علت انجام عملیات تک سیکل AVR (نسبت 1:1) در مقایسه با نسبت های 1:4 و 1:2 در دیگر میکروها را نشان
می دهد.

نمودار مقایسه افزایش MIPS/POWER Consumption در AVR با دیگر میکروکنترلرها

از این ساعت دیجیتال در معابر عمومی و شرکت ها و بانک ها و سایر ادارات استفاده می شود.

::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

فهرست مطالب

عنوان                                         صفحه

مقدمه.......................................... 1

فصل اول: فیبر مدار چاپی

انواع فیبر مدار چاپی........................... 4

 طریقه ساخت فیبر مدار چاپی..................... 4  

 طریقه نصب قطعات بر روی فیبر مدارچاپی.......... 4    

رسم نقشه مربوط به خطوط پشت فیبر................ 4  

انتقال نقشه مدار بر روی فیبر................... 5  

فصل دوم: میکروکنترلرها

 AVR........................................... 7

خصوصیات ATtiny10، ATtiny11، ATtiny12.................. 8

میکروکنترلر AVR................................ 10

 توان مصرفی پایین............................... 10

نکات کلیدی و سودمند حافظه فلش خود برنامه ریز... 11  راههای مختلف برای عمل برنامه ریزی11

خود برنامه ریزی توسط هر اتصال فیزیکی........... 11

ISP............................................. 11

فصل سوم:Bascom 

 معرفی کامپایلر Bascom.......................... 13 

معرفی منوهای محیط Bascom........................ 13

معرفی محیط شبیه سازی........................... 17

معرفی محیط برنامه ریزی......................... 19 

ساخت programmer STK200/300........................... 20

فصل چهارم:معرفی IC ATM8  

معرفی پایه های IC .............................. 24

فصل پنجم: نرم افزار

 بدنه یک برنامه در محیط Bascom.................. 31

معرفی میکرو.................................... 31

کریستال........................................ 31

اسمبلی و بیسیک................................. 32

آدرس شروع برنامه ریزی حافظه Flash................ 32 

تعیین کلاک...................................... 32

پایان برنامه................................... 33

اعداد و متغیرها و جداول Look up.................. 33

دیمانسیون متغیر................................ 33

دستور Const...................................... 34

دستور CHR...................................... 35

دستور INCR..................................... 35

دستور DECR..................................... 35

دستور CHEcksum.................................. 36

دستور Low...................................... 36

دستور High...................................... 36

دستور Rotate..................................... 36

تابع format...................................... 37

جدولLook up...................................... 38

دستور Hex....................................... 38

رجیسترها و آدرس های حافظه...................... 39

دستور Set....................................... 39

دستور Reset...................................... 39

دستور Bitwait..................................... 39

دستور Out....................................... 40

دستور INP....................................... 40

دستورالعمل های حلقه و پرش...................... 40

دستور GoTo و JMP ............................... 40

دستور Do-Loop.................................... 41

دستور for- Next.................................... 41

دستور f......................................... 42

دستور Case...................................... 43

فصل ششم: پیکره بندی تایمر/کانتر صفر و یک

 پیکره بندی تایمر/کانتر صفر در محیط Bascom...... 46

پیکره بندی تایمر/کانتر یک در محیط Bascom........ 47

معرفی زیربرنامه................................ 48

فصل هفتم : طراحی پروژه ........................ 50

ضمائم ......................................... 60

مراجع.......................................... 88

::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::

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 5 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 .

...

دانلود تحقیق کاربرد میکروکنترلرها در وسایل الکترونیکی و کامپیوترها

تحقیق کاربرد میکروکنترلرها در وسایل الکترونیکی و کامپیوترها تحقیق کاربرد میکروکنترلرها در وسایل الکترونیکی و کامپیوترها

دسته بندی	کامپیوتر و IT
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1073 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	94

تحقیق کاربرد میکروکنترلرها در وسایل الکترونیکی و کامپیوترها

1-1- مقدمه

گر چه کامپیوترها تنها چند دهه ای است که با ما همراهند، با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما با تأثیر تلفن ، اتومبیل و تلویزیون رقابت می کند. همگی ما حضور آنها را احساس می کنیم، چه برنامه نویسان کامپیوتر و چه دریافت کنندگان صورت حساب های ماهیانه که توسط سیستم های کامپیوتری بزرگ چاپ شده و توسط پست تحویل داده می شود. تصور ما از کامپیوتر معمولا داده پردازی است که محاسبات عددی را بطور خستگی ناپذیری انجام می دهد.

ما با انواع گوناگونی از کامپیوترها برخورد می کنیم که وظایفشان را زیرکانه و بطرزی آرام، کارا و حتی فروتنانه انجام می دهند و حتی حضور آنها اغلب احساس نمی شود. ما کامپیوترها 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، در اجاق ها، ماشین های لباسشویی، ساعت های دارای سیستم خبردهنده و ترموستات ها؛ در وسایل سرگرمی همچون اسباب بازی ها، VCR ها، تجهیزات استریو و وسایل صوتی؛ در محل کار در ماشین های تایپ و فتوکپی؛ و در تجهیزات صنعتی مثل مته های فشاری و دستگاههای حروفچینی نوری می یابیم. در این مجموعه ها کامپیوترها وظیفه «کنترل» را در ارتباط با “دنیای واقعی” ، برای روشن و خاموش کردن وسایل و نظارت بر وضعیت آنها انجام می هند. میکروکنترلرها (برخلاف میکروکامپیوترها و ریزپردازنده ها ) اغلب در چنین کاربردهایی یافت می شوند.

با وجود این که بیش از بیست سال از تولد ریزپردازنده نمی گذرد، تصور 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 و سپس MOS Technology و zilog  انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800 ، 1801 ، 6502 و Z80 عرضه کردند. گر چه این مدارهای مجتمع      IC) ها ) به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد[1] (SBC) ، به جزء مرکزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند.

از این SBC ها که بسرعت به آزمایشگاههای طراحی در کالج ها،‌دانشگاهها و شرکت های الکترونیک راه پیدا کردند می توان برای نمونه از D2 موتورولا، KIM-1 ساخت MOS Technology و SDK-85 متعلق به شرکت اینتل نام برد.

میکروکنترلر قطعه ای شبیه به ریزپردازنده است. در 1976 اینتل 8748 را به عنوان اولین قطعه خانواده میکروکنترلرهای MCS-48^TM معرفی کرد. 8748 با 17000 ترانزیستور در یک مدار مجتمع ،‌شامل یک CPU ،‌1 کیلوبایت EPROM ، 27 پایه I/O و یک تایمر 8 بیتی بود. این IC و دیگر اعضای MCS-48^TM  که پس از آن آمدند، خیلی زود به یک استاندارد صنعتی در کاربردهای کنترل گرا تبدیل شدند. جایگزین کردن اجزاء الکترومکانیکی در فرآورده هایی مثل ماشین های لباسشویی و چراغ های راهنمایی از ابتدای کار، یک کاربرد مورد توجه برای این میکروکنترلرها بودند و همین طور باقی ماندند. دیگر فرآورده هایی که در آنها می توان میکروکنترلر را یافت عبارتند از اتومبیل ها،‌تجهیزات صنعتی، وسایل سرگرمی و ابزارهای جانبی کامپیوتر(افرادی که یک IBM PC دارند کافی است به داخل صفحه کلید نگاه کنند تا مثالی از یک میکروکنترلر را در یک طراحی با کمترین اجزاء ممکن ببینند).

...

خلاصه سخت افزار

1-2 مروری بر خانواده MCS-51^TM

MCS-51^TM خانواده ای از میکروکنترلرهاست که توسط شرکت اینتل به بازار عرضه شده است. دیگر تولیدکنندگان IC نظیر زیمنس، AMD ، فوجیستو و فیلیپس به عنوان تولید کننده ثانویه ، IC های این خانواده را تحت مجوز اینتل تولید می کنند. هر میکروکنترلر این خانواده از امکاناتی مناسب با یک سری طراحی های مشخص برخوردار است.

در این فصل معماری سخت افزار خانواده MCS-51^TM معرفی می شود. برگه اطلاعات اینتل را برای ابزارهای سط ورودی[1] (مثل 8051AH) در ضمیمه ث می توان یافت. برای جزئیات بیشتر،مثل مشخصات الکتریکی این ابزارها باید به این ضمیمه مراجعه کرد.

بسیاری از مشخصات سخت افزاری با چند دستورالعمل توضیح داده شده اند. برای هر مثال شرح مختصری داده شده. همچنین برای خلاصه دستورالعمل های 8051 به ضمیمه الف و برای تعریف هر دستورالعمل می توانید به ضمیمه پ مراجعه کنید.

8051 یک نوع IC نوعی و اولین عضو این خانواده است که بصورت تجاری مطرح شد خلاصه مشخصات این IC از این قرار است:

       qK4 بایت ROM

       q 128 بایت RAM

       q چهار درگاه I/O[2] (ورودی - خروجی) هشت بیتی

       q دو تایمر / شمارنده[3] 16 بیتی

       q رابط سریال[4]

       q K 64 بایت فضای حافظه خارجی برای کد

       q K64 بایت فضای حافظه خارجی برای داده

       q پردازنده بولی[5] (که عملیات روی بیت ها را انجام می دهد)

       q 210 مکان بیتی آدرس پذیر[6]

       q انجام عملیات ضرب و تقسیم در 4 میکروثانیه

دیگر اعضای خانواده MCS-51^TM هر یک امکانات دیگری از قبیل ROM روی تراشه[7] ، RAM, EPROM روی تراشه و یا یک تایمر سوم را دارا هستند. در ضمن هر یک از انواع IC های این خانواده یک نسخه مشابه با CMOS کم مصرف[8] نیز دارد .

عبارت 8051 از روی تسامح به کل خانواده میکروکنترلرهای MCS-51^TM اطلاق می شود. هر گاه بحث روی IC خاصی از این خانواده متمرکز شود شماره قطعه مورد نظر ذکر خواهد شد.

 2-2 بررسی اجمالی پایه ها

در این بخش، معماری سخت افزار 8051 با نگاهی از بیرون به پایه های آن، معرفی می شود (شکل 2-2) و در ادامه شرح مختصری از عملکرد هر پایه ارائه می گردد.

---

[1] - entry-level devices

[2] - I/O port

[3] - timer/ counter

[4] - serial interface

[5] - Boolean processor

[6] - bit-addressable

[7] - On-chip ROM

[8] - low power CMOS

---

[1] - Single Board Computer