علم الکترونیک و دیجیتال، مهندسی برق
عنوان پروژه: علم الکترونیک و دیجیتال، مهندسی برق
رشته: مهندسی برق،پروژه تحقیقاتی دوره کارشناسی
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات: ۲۶
مقدمه
علم الکترونیک و دیجیتال در طول کمتر از ۴۰ سال توانسته بجای یک ترانزیستور روی یک قطعه، بیش از صدها میلیون ترانزیستور روی همان قطعه جای دهد که خود بیانگر گوشه ای از شتاب رشد تکنولوژی آنها می باشد. این پیشرفت تکنولوژی زمینه را برای ساخت قطعات دیجیتالی و میکروپروسسورها فراهم کرده است.
با ساخت میکروپروسسورها تحولی شگرف در ساخت تجهیزات الکترونیکی نظیر
لوازم خانگی، تجهیزات صنعتی، تجهیزات پزشکی و تجهیزات تجاری و … بوجود آمده است که بدون آن تصور تجهیزات و وسایل پیشرفته جهان امروز غیر ممکن است. بعنوان نمونه می توان از کامپیوترهای PC، ربات ها، تلفن های همراه، انواع سیستم های اتوماسیون نظیر
(Distributed System Control) DLC، (Proamable Logic Controg) PLC و انواع وسایل دیجیتالی مدرن نام برد. میکروکنترلرها نیز، قطعه ی شبیه به میکرو پروسسورها بوده که به دلیل ساختار ویژه، در کاربردهای کنترلی کارایی بیشتری از خود نشان می دهد.
در کشور ما میکروکنترلرهای خانواده ۸×۵۱ و بخصوص ۸۹۵۱ (میکروکنترلر شبابه ۸۰۵۱ با ؟ ) و ۸۹۲۰۵۱ (میکرو کنترلر ۲۰ پایه با تمام قابلیت های داخلی ۸۰۵۱ و ۲k حافظه ؟ کاربرد فراوانی داشته و همچنین خواهد داشت. کمتر دانشگاه یا شرکت یا مؤسسه ای می توان یافت که در کارهای آزمایشگاهی، تحقیقاتی و بخصوص کارهای تولیدی دیگر، تجاری و صنعتی از آن استفاده نکرده باشد و کارآیی آنرا نداند. متأسفاه منابعی که در این زمینه وجود دارد یا کتابهای شرکت سازنده IC می باشند که استفاده از آن، بدون تخصص و تجربه، عملاً امکان پذیر نیست و یا ترجمه بعضی از کتب خارجی است که بدلیل عدم سازگاری با سیستم آموزشی مؤسسات و دانشگاه ها، کتاب سنگین و بعضأ غیر قابل استفاده ای می باشد. بخصوص اینکه در این کتابها پایه و اصول میکروکنترلر تفهیم نشده است. بلکه مستقیمأ سراغ استفاده، آنهم متناسب با ساختار و فرهنگ خودش پرداخته است که معمولاً جز بخشی از آن، آنهم برای افراد با تجربه قابل استفاده نمی باشد.
تعریف پروژه
این پروژه یک تابلو نویسنده است که مغز کنترل کننده آن یک میکروکنترلر است . این تابلو شامل تعداد ۳۵۰۰ که تعداد ۱۰۰*۳۵ می باشد. تمام این بر روی برد استخوانی سوار شده اند که فاصله هر تا دیگری از هر جناح، برابر می باشد. برای فرمان دادن به هر کدام از این ها باید جریان برابر ۳۵-۵۰ میلی آمپر از آن عبور دهیم . پس برای روشن کردن همزمان تمام به جریانی معادل ۵/۷ آمپر نیاز داریم که سخت افزار مدار در این حالت بسیار پیچیده، حجیم، پرمصرف با توان تلفاتی بالا و تقریباً ساخت غیر ممکن آن همراه است و عملاً از این روش نمی توان استفاده کرد.
معرفی قطعات:
* تصویر دیکدر ۴*۱۶ :
در این دیکدر یک کد بایندی دیگر شده و هر لحظه یکی از خروجی ها اکتیو می شود. پایه های این توانا ساز این تراشه می باشند که اکتیو هستند. خروجی های این قطعه نیز اکتیو می باشند و به هنگام انتخاب شده هر خروجی، آن خروجی از به نزول پیدا می کند.
* تصویر دیکدر ۲*۴ :
این دیکدر همانند دیکدر است که در این دیکدر فقط دو خط آدرس ار خروجی وجود دارد. تواناساز این و خروجی آن نیز همانند مالتی پلکسر بالا اکتیو می باشد.
* تصویر LATCH:
این قطعه یک قفل کننده اطلاعات می باشد. که با فرمان به پایه (می توان خروجی) هر خروجی که قبلاً در این قطعه قفل شده باشد، در خروجی ظاهر می شود.
قفل کردن اطلاعت توسط پایه می باشد و هنگامیکه از سطح به می رود خروجی همان ورودی شده و ۸ بیت ورودی قفل می شود.
* تٍصویر ترانزیستور:
این ترانزیستور میباشد و آن بین تا است. ماکزیمم جریانی که می تواند از آن عبور کند، برابر می باشد.
* تصویر گیت NOT :
این یک آی سی با شماره ۷۴۰۴ میباشد که شامل ۱۶ عدد گیت در داخل آن است .
* رگولاتور ۷۸۰۵ :
یک رگولاتور ولتاژ است که ولتاژ نوسان دار را به ولتاژ گوشه ولت تبدیل کرده که از این ولتاژ گوله شده برای تغذیه های دیجیتالی و میکروکنترلر بکار می رود. ماکزیمم جریان خروجی این رگولاتور ۱ آمپر می باشد.
سخت افزار مدار:
در این قسمت به تحلیل سخت افزارل دستگاه می پردازیم. از دو دیکدر و یک دیکدر برای انتخاب کردن سطرها استفاده شده است. که مجموعاً می توان سطر را انتخاب کرد.
تاریخچه مختصری از ۸۰۵۵
در سال ۱۹۸۱ شرکت میکروکنترلری به نام ۸۰۵۵ را معرفی کرد. ۸۰۵۵ عضو دیگری از خانواده ۸۰۵۱ است که این میکروکنترلر دارای ۲۵۶ بایت ، ۲۰ بایت ، ۲ تایمر، یکی یورت موازی (هر یک ۸ بیت) بود که همه آنها در یک تراشه تعبیه شده بودند. زمانی به آن سیسم دریک تراشه می گفتند. ۸۰۵۵ یک پروسسور ۸ بیتی است. یعنی هر بار می تواند فقط روی ۸ بیت داده کار کند. داده های بزرگتر از ۸ بیت باید به قطعات ۸ بیتی بشکنند و سپس بوسیله پردازش شوند.
توصیف پایه های ۸۰۵۵
با بررسی شکل دیده می شود که از ۴۰ پایه جمعاً ۳۲ پایه برای یورت و کنار گذاشته شده اند، بقیه پایه ها به اختصاص یافته اند.
این یک پایه خروجی است به معنی فعال کردن برنامه ذخیره است. سیگنال در طی مرحله خواندن یک دستورالعمل پایین می رود. کدهای دودویی برنامه (کدهای عملیاتی) از خوانده می شوند، درگذرگاه داده منتقل می گردند و برای رمزگشایی در ثبات دستورالعمل ۸۰۵۵ دخیره می شوند.
(Address Latch Enanble) ALE :
فعال ساز لچ (آدرس) یک پایه خروجی بالاست. وقتی که ۸۰۵۵ به یک حافظه بیرونی وصل می شود یورت صفر هر دو مقدار داده و آدرس را تهیه می کند.
پایه برای دی مولتی پلکس کردن آدرس و داده بکار می رود و در آن پایه از تراشه ۶۳۷۳L ۷۴ به وصل می گردد.
یورت صفر
یورت صفر جمعاً ۸ پایه (۳۲۰۳۹) را اشغال می کند. می توان از آن به عنوان ورودی یا خروجی استفاده کرد. برای استفاده از پایه های یورت صفر به عنوان ورودی و خروجی، هر پایه باید از بیرون به یک مقاومت بالاکش وصل شود.
دلیل این است که یورت برخلاف و و یک در بین باز است.
یورت ۱ و یورت ۲ :
جمعاً هشت پایه برای یورت یک و هشت پایه برای یورت دو است.
یورت ۳ :
یورت ۳ هم ۸ پایه، از پایه ۱۰ الی ۱۷ را اشغال می کند. می توان آنرا به عنوان ورودی یا خروجی بکار برد. پایه و برای تبادل سیگنال اطالعاتی و بکار می رود.
بیت و برای وقفه های خارجی کنار گذاشته شده اند. بیت و برای تایمرهای صفر و یک در نظر گرفته شده اند و و برای تهیه سیگنالهای و از حافظه خارجی است.
خلاصه ای از دستورات بکار رفته در برنامه:
دستور Mov :
در واقع دستور داده را از یک مکان به مکان دیگر چک می کند.
این دستور به فرمان می دهد تا ؟ مبدأ را به ؟ مقصد انتقال دهد. در واقع چک) دهد. مثلاً محتوای ثبات را در ثبات چک می نماید. پس از اجرای این دستور، ثبات همان مقدار ثبات را دارد.
برای بازکردن یک ثبات با یک مقدار باید از پیشوند استفاده شود. در غیر اینصورت بدان معنی است که از یک حافظه بار می شود.
دستور ADD :
دستور به فرمان می دهد تا بایت مبدأ را با ثبات جمع و نتیجه را در ثبات قرار دهد.
DB (تعریف بایت)
رهنمون پرمصرف ترین رهنمون بکار رفته در اسمپلراس است که از آن برای تعریف داده ۸ بیتی استفاده می شود. رهنمون تنها رهنمونی است که می تواند برای تعریف اسکی رشته بزرگتر از دو کاراکتر بکار رود. بنابراین برای همه تعاریف داده، اسکی قابل استفاده است.
ORG (شروع)
رهنمون برای مشخص کردن آدرس آغاز برنامه است.
EGU (برابر با)
این رهنمون برای تعریف مقدار ثابت بدون اشغال مکانی از حافظه بکار می رود.
END (رهنمون)
این دستور انتهای کابل مبدأ را برای اسمبلر مشخص می کند. رهنمون آخرین خط یک برنامه است.
حلقه در ۸۰۵۵
تکرار یک رشته دستور به تعداد معین را حلقه می گویند. عمل حلقه با دستور اجرا می شود. در این دستور ثبات یک واحد کم می شود. اگر مقدار آن صفر نباشد به آدرس هدف که بوسیله مشخص شده خواهد رسید.
دیدگاه ها