تحقیق بکارگیری کامپیوتر در طراحی و ساخت

اختصاصی از یارا فایل تحقیق بکارگیری کامپیوتر در طراحی و ساخت دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:150

فهرست مطالب:
فصل اول    6
مقدمه ای بر کاربرد کامپیوتر در علوم مهندسی    6
انواع سیستم های کنترل کامپیوتری    6
سیستم های کنترل عددی کامپیوتری    6
فصل دوم    8
معرفی ماشین های کنترل عددی    8
تعریف کنترل عددی    8
میکرو کنترلر چیست ؟    11
موارد استفاده موتورهای پله ای    13
تذکرهای مهم برای انتخاب موتور پله ای مناسب    13
موتورهای پله ای خطی    14
مختصری راجع به AVR    15
عملیات تک سیکل    17
طراحی برای زبانهای BASIC و C    17
جدول رشته چهار پله    30
جدول زاویه پله برای انواع موتورها    31
پله در ثانیه و دور در دقیقه    31
یک چرخش کامل    31
راه انداز نیم پله    32
پایه های مهم بورت سریال RS232:    34
ثباتهای پورت سریال RS-232:    35
جدول 14-1 پورتهای تراشه UART    36
Stepper Motor و نحوه کنترل آن :    39
جدول 11-1 سری چهار گامه کامل    41
زاویه گام یا پله :    42
جدول 11-2 زاویه گام کامل برای چند موتور مختلف    42
تعداد گام بر ثانیه و تعداد دندانه ها در rotor:    43
جدول 11-3 سری 8 گامه مورد حمایت کلیه موتورها    44
سری Wave Drive:    45
جدول 11-4 سری 4 گامه wave drive    45
تعیین سری های زوج سیم پیچهای مشترک :    46
فصل چهاردهم    47
درگاه سریال و کاربرد آن در اتصال ابزارها    47
کانکتورها وسیگنالهای درگاه سریال    48
1-5 خانواده کلاسیک AT90S    58
1-6خانواده MEGA AVR    58
جدول1-3میکروکنترلرهای خانواده    59
1-7مدل LCD AVR    59
1-8ساختار پردازنده AVR    60
واحد ALU    62
نحوه عملکرد واحدCPU    63
1-9حافظه داده SRAM    64
رجیستر وضعیت    65
پرچم کری    65
پرچم صفر    65
پرچم منفی    65
پرچم سرریز    65
پرچم علامت    65
پرچم نیم کری    66
بیت فعال ساز وقفه سراسری    66
1-10 اشاره گر پشته    67
1-11 حافظه داده EEPROM    70
1-12 پورت I/O    70
ساختار پورت I/O    71
جدول 1-5 تعیین جهت پایه های PORTXn    73
نوشتن در پایه ها    75
ورودی سیگنال آنالوگ    78
عملکرد پایه ها در حالت Sleep    78
1-13 سیستم توزیع پالس ساعت در AVR    78
پالس ساعتCPU    79
پالس ساعت I/O    79
پالس ساعت آسنکرون    79
پالس ساعت ADC    80
جدول 1-6 انتخاب منابع مختلف پالس ساعت    81
جدول 1-7 مدهای عملکرد نوسان ساز کریستالی    83
نوسان ساز کریستالی فرکانس پایین    87
شکل 1-15 نوسان ساز کریستالی فرکانس پایین    88
نوسان ساز RC خارجی    89
نوسان ساز خارجی RC    89
جدول 1-10 مدهای عملکرد نوسان ساز RC خارجی    89
جدول 1-11 تعیین زمان Start up  برای استفاده از RC خارجی    90
نوسان ساز RC کالیبره شده داخلی    91
جدول 1-12 مدهای عملکرد نوسان ساز RC کالیبره شده داخلی    91
پالس ساعت خروجی    92
جدول 1-13 تعیین زمان Start up  برای استفاده از اسیلاتور کالیبره شده داخلی    92
پالس ساعت خارجی    93
جدول 1-14 تعیین زمان Start up  برای استفاده از پالس ساعت خارجی    94
سازمان دهی حافظه های AVR    95
اهداف فصل    95
حافظه برنامه    97
جدول 2-3 تقسیم بندی حافظه خارجی 64کیلوبایتی    103
جدول 2-4 Wait states    105
بیت 7 XMBK    106
بیت 2-0 XMM0، XMM1،XMM2    106
جدول 2-5 تنظیم بیتهای XMM2,1,0    107
در برخی از میکروکنترلرها مانند ATmega 8515، ATmega161،ATmega162 جهت دسترسی به حافظه خارجی بجای دو رجیستر XMCRA و XMCRB از رجیسترهای EMCUCR و SFIOR استفاده می گردد.    108
نحوه اتصال حافظه خارجی به AVR    108
حافظه داده EEPROM    109
رجیستر آدرس در EEPROM    109
بیت EEWE    111
جلوگیری از اختلال در عملکرد EEPROM    112
آشکار سازی خطای قالب بندی    121
توضیحات سیگنالها    123
جدول 11-1 تعیین Baud Rate    125
واحد فرستنده سریال    126
واحد گیرنده سریال    127
رجیسترهای USART    127
رجیستر UDR    127
رجیستر UCSRA    128
RXC    128
TXC    129
UDRE    129
FE    129
DOR    130
رجیستر UCSRB    131
RXCIE    131
TXCIE    131
UDRIE    131
RXEN    132
TXEN    132
UCSZ2    132
رجیستر UCSRC    133
جدول 11-2 تنظیمات بیتهای UPM0 و    134
جدول 11-3 تنظمیات اندازه کاراکتر    135
رجیستر UBRR    136
جدول 11-4 حداکثر خطای مجاز Baud Rate    138
برنامه ریزی اولیه USART    139
ارسال سریال    140
دریافت سریال    144
ارتباط سریال سنکرون (همزمان)    148

فصل اول 
مقدمه ای بر کاربرد کامپیوتر در علوم مهندسی 
دومین انقلاب صنعتی در قرن حاضر با ظهور کامپیوتر بوجود آمده و قابلیت پیشرفت انسان را افزایش داده است . در نتیجه بکارگیری کامپیوتر بوده که سیستم های کنترل عددی بوجود آمده اند و اساسا طراحی و تولید به کمک کامپیوتر با ظهور کنترل عددی مطرح شده که مبنا پایه همه آنها استفاده از کامپیوتر بوده است. 
در واقع کاربرد کامپیوتر در تولید و صنعت یکی از مهمترین پیشرفت های بشر در قرن حاضر تلقی می شود که جنبه های مختلف این کاربرد درتاثیر زیاد آن در وضعیت کنونی صنعت بر هیچ کسی پوشیده نیست. 
انواع سیستم های کنترل کامپیوتری 
سیستم های کنترل عددی کامپیوتری 
عرض کالاهای متنوع و تنوع در تولید محصولات و همچنین رقابت در دستیابی به بازار سرعت تولید و ارزانی کالا کنترل و کیفیت نیازی است که یک کنترل کننده و تولید کننده را وادار به دستیابی به تکنولوژی برتر و سیستم های تولیدی مناسب با این تکنولوژی می کند.
ماشین های کنترل عددی اغلب برای تولید قطعات با تعداد کم و یا متوسط و یا دارای شکلهای پیچیده بکار می رود.
 ارسال کلیه قوانین و دستورات به مرکز کنترل ماشین برای انجام عملیات و حرکت در قالب کدها و استانداردهای خاص از طریق برنامه ماشین کاری قطعه صورت می گیرد. 
فصل دوم 
معرفی ماشین های کنترل عددی 
تعریف کنترل عددی 
کنترل عددی را می توان به صورت یک نوع اتوماسیون با برنامه ریزی تعریف نمود که در آن فرایند توسط اعداد حروف و سنبل ها کنترل می شود. اعداد ، حروف و علائم که بطور منطقی برای هدایت یک ماشین خاص مورد استفاده قرار می گیرد برنامه نامیده می شود.
در برنامه اعداد بخشی از دستورات می باشند که آن برنامه برای قطعه خاصی در نظر گرفته شده است.
 وقتی که شکل قطعه عوض شود برنامه نیز تغییر می کند این توانایی تغییر برنامه برای هر قطعه به خاصیت انعطاف پذیری بسیار خوبی را میدهد چون تغییر برنامه به مراتب راحت تر از تغییر ابزار و لوازم تولید می باشد. این دلیل باعث رشد روز افزون بکارگیری سیستم های کنترل عددی گردیده است. کنترل عددی در بخش ها و صنایع مختلف بکار گرفته می شود که عبارتند از :
-    صنایع هوایی و نظامی 
-    صنایع فلز تراشی (شکل دهی فلزات)
-    صنایع الکترونیک 
-    صنایع مونتاژ و بسته بندی 
برنامه نویسی ماشین های کنترل عددی کامپیوتری 
-    صنایع ابزار سازی 
-    صنایع چوب 
-    صنایع نساجی 
-    کنترل کیفیت و بازرسی 
لازم به ذکر است که هر یک از اعمال و صنایع فوق خود نیز به انواع و روشهای مختلفی تقسیم بندی می شوند که در تمام آنها بکارگیری کنترل عددی توسعه یافته است. برای نمونه در فرایند شکل دهی فلزات ماشین کاری با استفاده از دستگاه هایی انجام می گیرد که برای صورت کنترل عددی کامپیوتری ساخته می شوند. مانند انواع ماشین های CNC زیر :
-    ماشین فرز 
-    ماشین تراش 
-    ماشین بورینگ 
-    ماشین سنگ زنی 
-    ماشین اسپارک 
بطوری که جای به خصوص خود را در ماشین کاری پیدا کرده است و امروزه دامنه صنعت شکل و همه به جایی رسیده است که در اغلب ماشین های ابزار یک سیستم کنترل عددی استفاده می شود و به صورت کاملا خودکار ساخته می شوند. 
ماشین های کنترل عددی که اصطلاحا آنها را NC و یا CNC می نامند ماشین های اتوماتیکی هستند که توسط سیستم کنترل و یا کامپیوتر کنترل می شود این ماشین طبق مراحل و مسیر پیش بینی شده به اندازه مورد نیاز و با سرعت و پیشروی مشخص توسط یک سری دستورات در قالب حروف و ارقام کنترل می شوند.
در حقیقت به کمک سیستم CNC حرکت اصلی و حرکت پیشروی و جابجایی سریع که در ماشین های سنتی معمولا به روش دستی انجام می گیرد در ماشین های CNC به صورت اتوماتیک و با یک برنامه و سری دستورات از قبل طراحی شده انجام می گیرد و قطعه کار و ابزار را در موقعیت سایش قرار گرفته و عمل لایه برداری انجام می شود.
میکرو کنترلر چیست ؟
میکروکنترلر در واقع یک کامپیوتر تک تراشه ارزان قیمت می باشد. 
تک تراشه بدین معنی است که کل سیستم کامپیوتر در داخل یک تکه نازک سیلیکانی در درون یک محفظه پلاستیکی مدار مجتمع قرار گرفته است . میکروکنترلر دارای خصوصیاتی مشابه به خصوصیات کامپیوتر شخصی استاندارد می باشد. میکروکنترلر محتوی یک CPU ، RAM، ROM، خطوط I/Q ، درگاه های سریال و موازی ، زمان سنج ها و بعضی اوقات وسایل جانبی داخلی دیگری نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال و مبدل دیجیتال به آنالوگ می باشد. به هر حال خصیصه اصلی میکروکنترلر توانایی بارگذاری ، توانایی بارگذاری ، ذخیره و اجرای برنامه است. 
چرا از میکروکنترلر استفاده می کنیم ؟
چون میکروکنترلرها کامپیوترهای تک تراشه ای ارزان قیمت هستند به سادگی می توان آنها را در مدارات الکترونیکی بزرگتر قرار داد. توانایی ذخیره سازی و اجرای برنامه های منحصر به فرد میکروکنترلرها را بسیار قابل انعطاف ساخته است.
 به عنوان مثال یک فرد می تواند میکروکنترلر را طوری برنامه ریزی کند که تصمیم گیری نماید و براساس شرایط و رویدادها عملیاتی انجام دهد. قابلیت انجام عملیات ریاضی و منطقی به میکروکنترلر اجازه می دهد رفتار مدارات الکترونیکی و سیستم های منطقی را تقلید کند. 
برنامه ها همچنین می توانند موجب شوند میکروکنترلر مانند یک شبکه عصبی و یا مشابه یک کنترل کننده با منطق فازی رفتار کند. میکروکنترلرها در لوازم خانگی به کار برده می شوند. و  وظیفه هوش این دستگاه های هوشیار را برعهده دارند.