پایان نامه بررسی میکرو کنترلر وقابلیتهای سخت افزاری ونرم افزاری آن avr

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه بررسی میکرو کنترلر وقابلیتهای سخت افزاری ونرم افزاری آن avr دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت:word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:94

فهرست مطالب:

میکروکنترلر چیست
* کلمه میکروکنترلر
* حالا چرا این کلمات ؟
* حالا نحوه انجام دادن کار میکروکنترلر را به صورت کلی بررسی میکنیم
* ساختمان دخلی میکروکنترلر
    * تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر
    * آیا میکروکنترلر چیز جدیدی را با خود آورده است ؟
    * عیب میکروکنترلر
    * خب حالا این میکروکنترلر را با این همه کاربرد کی ساخته؟
    * معایب و مزایای میکروکنترلر های مختلف نسبت به هم
    * ۱) اول از ۸۰۵۱ که اولین میکروکنترلری بود که به دست بشر ساخته شد شروع میکنیم
* ۲) میکروکنترلر PIC
* ۳)میکروکنترلر AVR
* پروگرام میکروکنترلر
* معایب و مزایای میکروکنترلر های مختلف
* ۲)میکروکنترلرPIC
    * AVR Microcontroller Quick Reference Guide
    * مقدمه ای بر میکروکنترلرهای AVR
    *  بهره های کلیدی AVR
    *  واژگان کلیدی AVR
    * خانواده های محصولات AVR
* Tiny AVR
* Mega AVR
* LCD AVR
* توان مصرفی پایین
*  AVR های مدل tiny
* نکات کلیدی و سودمند مدل Tiny
*  AVR های مدل Mega
* نکات کلیدی و سودمند مدل Mega
* AVR های مدل LCD
* نکات کلیدی وسودمند مدل LCD
* نکات کلیدی و سودمند حافظه ی فلش خود برنامه ریز
* موازی یا Parallel
* ISP
*  واسطه JTAG
* نرم افزار ارائه شده توسط شرکتATMEL به نام AVR Studio 4
*  انواع برنامه نویسها که AVR Studio 4 با آنها سازگار است
* برنامه ریزی میکرو کنترلر
* آشنایی با برنامه CodeVision
* تنظیمات اولیه میکرو
* برنامه میکرو کنترلر
* برنامه ریزی میکرو کنترلر
*  کنترولرAVR
* توان مصرفی پایین
* نکات کلیدی و سودمند حافظه ی فلش خود برنامه ریز
* راههای مختلف برای عمل برنامه ریزی
* خود برنامه ریزی توسط هر اتصال فیزیکی
    * ISP
    * واسطه JTAG
    * مختصری راجع به میکرو کنترلر AVR
    * AVR انواع میکرو کنترلرهای
    * خصوصیات ATMEGA32
    * خصوصیات ATMEGA32
    * خصوصیات ATMEGA32
* خصوصیات ATMEGA32
* خصوصیات ATMEGA32
* فیوز بیت های ATMEG32
* توضیح فیوز بیت ها(FUSE HIGH BYTE)
    * توضیح فیوز بیت ها (FUSE LOW BYTE)
    * توضیح فیوز بیت ها (FUSE LOW BYTE)
    * BODENبرای فعال کردن عملکرد مدار BROWN-OUT این
* بیت بایستی برنامه ریزی شده باشد
* Clock Distribution
* توزیع کلاکATMEG32
* منابع کلاک ATMEG32
* اسیلاتور کریستالی
* تعیین محدوده خازن ها برای نوسانگر سرامیکی
* تعیین زمان آغاز(START-UP) توسط فیوز بیت CKSEL0,SUT1…۰
* برای کلاک اسیلاتورکریستالی
* جدول مدهای عملیاتی اسیلاتور RC کالیبره شده داخلی
* اسیلاتور تایمر/ کانتر
* خصوصیات مبدل آنالوگ به دیجیتال
* پیکره بندی ADC در محیط BASCOM
* مقایسه کننده آنالوگ
* پیکره بندی مقایسه کننده آنالوگ در محیط BASCOM
* خصوصیات ارتباط سریال SPI
* نحوه کار ارتباط سریال SPI
* ارتباطSPI و رجیسترهای مربوطه
* رجیستر کنترلی [SPI CONTROL REGISTER]SPCR-SPI
    * جدول انتخاب مد های ارتباطی SPI با توجه به دو بیت CPOL و CPHA
    * جدول انتخاب فرکانس کلاک با توجه به فرکانس OSC
    * رجیستروضعیت [SPI STATUS REGISTER]SPSR-SPI
* پیکره بندیSPIدر محیط BASCOM
* وقفه ها
* حافظه EEPROM داخلی میکرو
* ۳ مدPOWER- DOWN
* مدPOWER- SAVE
* مدSTANDBY
* ۶ مدEXTENDED-STANDBY
* اسکن صفحه کلید ۴*۴ در محیط BASCOM
* ادامه منوی FILE
* منوی EDIT
* منوی PROGRAM
* منوی OPTION
* معرفی محیط شبیه سازی (SIMULATOR)
* میکروکنترلرهایِ AVR
* نوار ابزار در این محیط
* دستورات و توابع محیط برنامه نویسی BASCOM
* بدنه یک برنامه درمحیطBASCOM معرفی میکرو
* بدنه یک برنامه درمحیطBASCOM معرفی میکرو
      بدنه یک برنامه درمحیطBASCOM کریستال
      بدنه یک برنامه درمحیطBASCOM اسمبلی و بیسیک ( اختیاری)
    * بدنه یک برنامه درمحیطBASCOM اسمبلی و بیسیک ( اختیاری)
    * بدنه یک برنامه درمحیطBASCOM یادداشت ( اختیاری)
* بدنه یک برنامه درمحیطBASCOM آدرس شروع برنامه ریزی حافظه FLASH ( اختیاری)

چکیده:

میکروکنترلر چیست :

قطعه ای که این روزها دارد جای خود را در خیلی از وسایل الکتریکی باز میکند .از تلفن گرفته تا موبایل از ماوس لیزری که الان دستتان روی آن است و دارین باهاش کامپیوتر رو کنترل میکنید تا هر وسیله ای که بتوان پیچیدگی رو در اون دید میتونید یک میکروکنترلر رو ببینید .

 

کلمه میکروکنترلر:

این کلمه از دو کلمه 1- میکرو 2-کنترلر     تشکیل شده

 

1-میکرو : میدونین که این یک واحد یونانی است و برابر با 10 به توان منفی 6 متر است. یعنی یک ملیونیوم متر واحده خیلی کوچیکیه نه….ولی واحدهای خیلی کوچیکتر از این هم داریم که در الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرند در قسمتهای بعدی توضیحیهاتی راجع به این واحد ها و موارد استفاده آنها داده میشه.

 

2-کنترلر : که همه معنی و مفهومشو میدونین . یعنی کنترل کننده به تعبیری یعنی “مغز ” البته بدون تفکر فقط دستوراتی که به اون داده میشه به نحو احسن انجام میده.

 

حالا چرا این کلمات ؟

به نظر من کلمه میکرو به دو منظور استفاده شده منظور اول و مهم سرعت عمل میکروکنترلر است که میتواند تا یک ملیونیوم ثانیه باشد و دستوارتی که به اون میدیم با این سرعت انجام بده به همین خاطر واژه میکرو رو به اون اختصاص دادن البته معنی دوم آن شاید کوچیکی این قطعه باشد که تا یک ملیونیوم متر کوچیک شده شاید باور کردنی نباشه ولی در یک تراشه ممکنه بیش از یک ملیون تراتزیستور به کار رفته باشه. این کلمه وقتی اهمیتش کامل میشه که با واژه کنترلر عجین بشه تا معنیش کامل بشود .

(البته من این تعاریف رو بر مبنای نظر خودم از میکرو گفتم و خودم اونو تو هیچ جایی ندیدم شاید اصلا این کلمه به خاطر چیز دیگست اگر دوستان میدونن لطف کنن خوشحال میشم)

 

 

حالا نحوه انجام دادن کار میکروکنترلر را به صورت کلی بررسی میکنیم :

 

تا حالا همه شما با ماشین حساب کار کردین تا حالا به نحوه کار کردنش فکر کردین شما اطلاعاتتون را که همون عملیات ریاضی هست به وسیله صفحه کلید به اون میدید بعد ماشین حساب این اطلاعات رو بر مبنای دستوراتی که قبلا به اون داده شده پردازش میکند و جواب را رویlcd نمایش میدهد. در واقع یک میکروکنترلر برنامه ریزی شده به عنوان مغز ماشین حساب این اطلاعات یا داده رو از صفحه کلید میگیره روشون پردازش انجام میده و بعد بر روی lcd نمایش میده.

کار میکروکنترلر دقیقا مشابه این است میکرو کنترلر بر مبنای یک سری ورودی که به اون داده میشه مثلا این ورودی از یک سنسور دما باشه که درجه حرارت رو میگه یا از هر چیز دیگه مثل صفحه کلید بر مبنای این ورودی ها و برنامه ای که قبلا ما به اون دادیم خروجیشو تنظیم میکنه که ممکنه خروجیش یک موتور باشه یا یک lcd یا هر چیز دیگری که با الکتریسیته کار بکند. حالت دیگری هم میتونه باشه که فقط میکروکنترلر بر مبنای برنامه ای که به اون دادیم عمل کند و خروجیش رو فقط بر اساس برنامه بگیرد.

 

ساختمان دخلی میکروکنترلر:

کامپیوتری که الان بر روی اون دارین کار انجام میدین دارای یک پردازنده مرکزیه به نام cpu که از کنار هم قرار گرفتن چندین ملیون ترانزیستور تشکیل شده و بر روی اطلاعات پرداژش انجام میده . میکرو کنترلر هم عینا دارای یک پردازنده مرکزی به نام cpu است که دقیقا کار cpu کامپیوتر رو انجام میده با این تفاوت که قدرت و سرعت پردازشش از cpu کمتره که به اون میکروپرسسور میگن در بخش بعدی فرق میکرو پرسسور و میکروکنترلر را بررسی میکنیم. میکروکنترلر علاوه بر cpu دارای حافظه است که ما برنامه ای که بهش میدیم در اون قرار بگیره در کنار حافظه در میکروکنترلرهای امروزی تایمرها برای تنظیم زمان کانتر ها برای شمردن کانال های آنالوگ به دیجیتال پورت های برای گرفتن و دادن اطلاعات و امکاناتی دیگر که بعدا مفصل راجع به هر کدام توضیح داده میشه تشکیل شده و همه اینها در یک چیپ قرار گرفته که تنکنولوژی جدید اونو تو یک تراشه به اندازه یک سکه قرار داده.

 

 

تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر:

میکروپرسسور همانطور که گفته شد یک پردازنده است و برای کار باید به آن چیپ های حافظه و چیز های دیگری را به اون اضافه کرد این امکان به درد این میخورد که بر حسب کارمان حافظه مناسب و دیگر قطعات را مانند تایمرها و غیره به صورت بیشتری استفاده کنیم ولی مدار خیلی پیچیده میشود و از لحاظ هزینه هم هزینه بیشتر میشود به همین دلیل امروزه از میکروپرسسورها کمتر استفاده میشود اما این روزها میکرو کنترلر های جدید با حافظه های زیاد تعداد تایمر زیاد پورت های زیاد و تنوع بسیار زیاد انها بر حسب این امکانات دست ما را باز گذاشته است تا دیگر میکروپرسسورها را فراموش کنیم.

 

آیا میکروکنترلر چیز جدیدی را با خود آورده است ؟

جواب منفی است تمام کارهایی که ما با میکروکنترلر میتوانیم انجام بدهیم با قطعات دیگر هم میتوانیم انجام بدهیم چون ما قبلا هم تایمر داشتیم هم کانتر هم حافظه هم پردازنده و… . در واقع میکروکنترلر قطعه ای است با تمام این امکانات که به صورت یک آی سی آماده شده است و هزینه   پیچیدگی و حجم را به نحوه قابل ملاحضه ای کاهش میدهد.

 

عیب میکروکنترلر:

میکروکنترلر با این همه مزایا که گفتیم دارای یک عیب کوچیک است .و آن سرعت پایین ! است آیا سرعتی معادل یک ملیونیوم ثانیه سرعت کمی است ؟ سرعت کمی نیست ولی       یک مثال شاید بحثو بهتر باز کند

یک گیت منطقی رو در نظر بگیرین که با توجه به ورودی خروجیشو تنظیم مکنه سرعت عمل این گیت منطقی 10 به توان منفی 9 ثانیه است یعنی نانو ثانیه ولی اگر ما بخواهیم این گیت رو با میکروکنترلر کار کنیم سرعتی معادل میکرو ثانیه داریم پس از لحاظ سرعت برای کاربردهای خیلی محدودی میکروکنترلر مناسب نیست.

اگر کسی از دوستان عیب دیگری از میکروکنترلر میدونه لطف کنه ممنون میشم.

 

خب حالا این میکروکنترلر را با این همه کاربرد کی ساخته؟

حدود 4 دهه پیش در سال 1971 میلادی شرکت اینتل اولین میکروکنترلر را ساخت و اولین میکروکنترلر را با نام 8080 در اوایل سال 1980 روانه بازار کرد .همین شرکت اینتلی که الان در ساخت cpu یکه تاز دنیاست .اما بعدا این امتیاز رو به شرکت های دیگری واگذار کرد و شرکت های زیادی در حال حاضر میکروکنترلر های مختلف تولید میکنند

معرفی انواع میکروکنترلر

تمام میکروکنترلرها جزء این 5 قسمت هستنند:

1) 8051
2) Pic
3) Avr
4) 6811
5) Z8

البته مدل های 6811 ساخت شرکت موتورلا و z8 ساخت شرکت زایلوگ حداقل در ایران خیلی کم استفاده می شوند و رقابت اصلی بین سه نوع دیگر است.
تا به امروز هر میکروکنترلری که ساخته شده زیر مجموعه یکی از این5 نوع است. البته کارخانه های خیلی زیادی با مارک های مختلف میکرو کنترلر تولید میکنند ولی همه اونها زیر مجموعه یکی از این 5 قسمت هستنند .شما برای هر کدام از این5 نوع میکروکنترلر میتوانید میکروکنترلر های مختلفی از شرکت های مختلفی را پیدا کنید.(البته در بازار ایرن کمی با مشکل).
اما خوشبختانه همه میکروکنترلر هایی که جزء هر کدام از 5 نوع بالا باشند از یک برنامه پیروی میکنند. بدین معنا که اگر شما کار با یکی از مدل های آن میکرو را یاد گرفته باشید مثل اینکه کار با تمام میکروکنترلرهای آن نوع را یاد گرفته اید.مثلا شما اگر با یکی از مدل های میکروکنترلر avr مثلا atmega8 را یاد گرفته باشید دیگر با صد ها مدل دیگر میکروکنترلر avr مشکلی ندارید وتقریبا بدون هیچ مشکلی میتوانید با دیگر مدل های این میکرو کار کنید.
اما یه مشکل که در میکروکنترلر ها وجود دارد این است که این5 نوع از لحاظ برنامه نویسی به هیچ وجه با هم دیگر سازگاری ندارند . به طور مثال اگر شما میکروکنترلر های avr و 8051 را کامل یاد گرفته باشید حتی ساده ترین برنامه رو روی یک میکروکنترلر pic نمیتوانید اجرا کنید. واین یکی از بزرگترین عیب و مشکل برای یاد گیری میکرو است .بنابراین از همون اول باید یک انتخاب درست داشته باشید و میکروکنترلر مناسب را برگزینید تا با یادگیری آن میکروکنترلر بتوانید بعدا به سادگی پروژه های خود را اجرا کنید . البته بسیاری از دوستان هستنند که کار با چند میکروکنترلر را میدونند و حتما این هم از هوش بالای ایرانی هاست. ولی اگر به صورت خیلی حرفه ای نخواهید وارد این بحث بشوید باید یکی از این میکروکنترلرها را انتخاب کنید و کار با آن را آغاز کنید. در قسمت بعدی شما را برای این انتخاب کمک خواهم کرد.