کنترل کننده چهارکاناله با خط تلفن جهت خاموش و روشن کردن وسایل برقی
Tele Remote Control
100 صفحه در قالب word
به همراه 32 اسلاید پاورپوینت آماده ارائه
چکیده:
اساس کار این پروژه خاموش و روشن کردن وسایل برقی از طریق خط تلفن می باشد مدار پروژه به این صورت کار می کند که ابتدا سیگنال AC زنگ که از مرکز سوئیچینگ مخابرات دریافت می شود را توسط مداری آشکارسازی کرده و به سطح صفر و یک (دیجیتال) تبدیل و به عنوان وقفه به میکروکنترلر می رود . با رسیدن وقفه زنگ به میکروکنترلر دستورات که در زیر روال برنامه آی سی وجود دارد مورد بررسی کرده و میکرو دستور اشغال کردن خط را توسط روشن کردن یک رله را انجام داده و خط تلفن را به دیکدر مدار متصل کرده ، دیکدر که کار اصلی آن رمز گشایی می باشد ، سیگنال ورودی را رمز گشایی کرده و به کد باینری چهار بیت چهار بیت تبدیل و به میکرو انتقال می دهد ، میکرو با توجه به برنامه ی پروگرام شده در داخل آی سی و کد های وارد شده از طریق دیکدرتصمیم می گیرد که کدام یک از رله ها را روشن یا خاموش و یا تصمیم به قطع تماس را انجام می دهد .
فصل اول : مقدمه
1-1 کلیات 1
1-2 تاریخچه میکروکنترلرها 2
1-3 معرفی میکروکنترلرها 3
1-4 بخشهای مختلف میکروکنترلر. 3
1-5 برنامه ریزی یک میکروکنترلر. 3
1-6 کارآیی میکرو کنترلرها 3
1-7 معایب و مزایای میکروکنترلر های مختلف نسبت به هم .. 4
1-8 مزایای میکرو کنترلر نسبت به مدار های منطقی.. 6
فصل دوم : نرم افزار
بخش اول : دستورات برنامه نویسی بیسیک در محیط بسکام در ارتباط با پروژه 8
2-1 توضیح مختصرى درباره زبان برنامه نویسى Basic 8
2-2 استفاده از پورت ها در محیط بسکام. 8
2-3 دستورات مربوط به پورت ها 9
2-4 دستورات تاخیر. 9
2-5 دستورات حلقه وپرش.... 10
2-6 روشن کردن و خاموش کردن led ها 11
2-7 اعداد و متغییر ها در بسکام 11
2-8 دستور CONST.. 12
2-9 دستور ALIAS. 13
2-10 دستور INSTR.. 13
2-11 دستور INCR و دستور DECR.. 13
2-12 دستور LEN.. 13
2-13 دستور while-wend. 14
2-14 دستور IF 14
2-15 زیر برنامه ها و فراخوانی توابع.. 18
بخش دوم : 18
2-16 بررسی خط تلفن شهری.. 18
2-17 سرویس خط تلفن شهری ((PSTN.. 18
2-18 نحوه شماره گیری.. 21
2-19 آشکار سازی زنگ و اشغال خط 21
2-20 شمای کلی مدار 22
بخش سوم : 24
2-21 برنامه استفاده شده در آی سی پروژه 24
فصل سوم : سخت افزار
بخش اول : 41
3-1 آشنایی با AVR 41
3-2 خانواده AVR.. 43
3-3 واژگان کلیدی AVR.. 43
3-4 آی سی ATmega8. 44
3-5 ویژگی های منحصر به فرد میکروکنترولر. 46
3-6 توصیف پایه های آی سی ATmega8. 46
3-7 ALU واحد محاسبه و منطق 49
3-8 ثبات وضعیت ... 49
3-9 اشاره گر پشته. 50
3-10 زمان بندی اجرای دستورالعملها 51
3-11 اداره کردن ریست و وقفه . 51
3-12 زمان پاسخ گویی به وقفه . 52
3-13 حافظه های AVR ATmega8 . 53
3-14 حافظه داده SRAM 54
3-15 حافظه داده EEPROM... 54
3-16 نوشتن و خواندن EEPROM ... 54
3-17 جلوگیری از اختلال در EEPROM 58
3-18 حافظه I/O .. 58
3-19 منابع کلاک... 59
3-20 نوسانساز کریستالی .. 59
3-21 نوسانساز کریستالی فرکانس پایین .. 60
3-22 نوسانساز با RC خارجی .. 60
3-23 نوسانساز کالیبره شده با RC داخلی .. 61
3-24 کلاک خارجی 61
3-25 اسیلاتور تایمر/ شمارنده 61
3-26 حالت کاهش نویز ADC .. 62
3-27 حالت Power- down . 62
3-28 حالت Power – Save . 63
3-29 حالت Standby . 63
3-30 حالت Extended Standby 63
3-31 حداقل کردن توان مصرفی .. 64
3-32 مبدل آنالوگ به دیجیتال.. 64
3-33 مقایسه گر آنالوگ... 64
3-34 آشکار ساز Brown- out 64
3-35 ولتاژ مرجع درونی .. 65
3-36 تایمر Watchdog . 65
3-37 پینهای پورت 65
3-38 کنترل کننده سیستم و ریست ... 66
3-38-1 ریست کردن AVR .. 66
3-38-2 منابع ریست ... 66
3-39 نمای ظاهری انواع آی سی ATmega8 . 67
3-40 پایه های انواع آی سی ATmega8 68
3-41 ساختمان داخلی آی سی ATmega8. 69
بخش دوم : 70
3-42 سخت افزار مدار سیگنال زنگ... 70
3-43 سخت افزار پروژه 72
3-44 کنترل وسایل برقی با استفاده از خط تلفن.. 74
3-45 شماتیک کامل مدار پروژه 75
3-46 تحلیل قسمت منبع تغذیه پروژه 77
3-47 تحلیل مدار آشکارساز زنگ 77
3-48 تحلیل رله استفاده شده در مدار آشکار ساز زنگ ... 79
3-49 تحلیل المان های متصل به دی کدر MT8870DC.. 80
3-50 تحلیل المان های متصل به آی سی پروژه 81
بخش سوم : 82
3-51 فرم PCB مدار پروژه 82
3-52 شماتیک کامل مدار پروژه 83
3-53 نمایی ظاهری پروژه 84
فصل چهارم :
خلاصه و نتیجه گیری 86
منابع و مرجع 87
پیوست .88
پیوست الف .88
پیوست ب ..93
پیوست ج .99
کلیات
امروزه با توجه به همگانی شدن خطوط تلفن ثابت و همراه و امکان استفاده ی از این خطوط ارتباطی از هرنقطه و ایجاد ارتباط به هر نقطه ی دلخواه، پروژه های کنترل از راه دور از طریق خطوط تلفن می تواند بسیار کارا باشد.
- هدف ما در این پروژه استفاده از حداقل امکانات و کمترین هزینه جهت کنترل وسیله ی دلخواهی می باشد. طرح اولیّه ی کار که ممکن است در طول پروژه تغییراتی نیز بیابد به صورت مختصر شرح داده شده است
- در طرح اولیه دو نقطه را در نظر می گیریم. یکی نقطه ی مبدا است که وسیله ی کنترل شونده در آن قرار دارد و دیگری نقطه ی مقصد که کنترل کننده در آن محل است. در محل مبدا تلفن همراه وظیفه ی برقراری ارتباط را با کنترل کننده بر عهده دارد. دستور ارسالی از طریق موبایل به یک برد الکترونیکی انتقال می یابد که میکروکنترلر پردازنده ی اصلی آن است. میکروکنترلر دستور ارسالی را پردازش کرده و فرمان متناسب با آن را به سخت افزار کنترلی موجود( از قبیل رله) ارسال می کند. به این ترتیب می توان با قطع و وصل کردن رله یک وسیله ی برقی را روشن و خاموش نمود. همچنین کنترل کننده می تواند با ارسال فرمان مشخصی از پردازنده ، وضعیت کنونی دستگاه کنترل شونده را درخواست کند. میکروکنترلر با توجه به وضعیت قطع یا وصل رله پیام مناسبی را به محل مقصد ارسال می کند.
- کنترل کننده می تواند از یک تلفن همراه یا ثابت جهت برقراری ارتباط با مبدا استفاده کند. این کنترل می تواند به وسیله ی ارسال پیام کوتاه، یا شماره گیری های خاص، یا گفتن جملات خاص انجام شود که جزئیات آن در مراحل بعدی پروژه بررسی می شود.
- شاید اصلی ترین بخش این پروژه interface تعریف شده میان تلفن همراه و میکروکنترلر باشد، که چگونه تلفن همراه بعد از تماس به طور اتوماتیک ارتباط را برقرار کند و چگونه فرمانها را به میکروکنترلر منتقل کند.
- برنامه ای که برای program کردن میکروکنترلر می نویسیم وظیفه دارد سیگنالهای دریافتی از تلفن همراه را پردازش کرده و با توجه به آن سیگنالهای کنترلی لازم را جهت قطع و وصل رله ها یا اطلاع از وضعیت آنها به پایه ها ارسال نماید.
1-2 تاریخچه میکروکنترلرها :
اولین میکرو کنترلرها در اواسط دهه 1970 ساخته شدند. این میکرو کنترلرها در ابتدا پردازنده های ماشین حساب بودند که دارای حافظه برنامه کوچکی از نوع ROM ، حافظه داده از نوع RAM و تعدادی درگاه ورودی/خروجی بودند.
با توسعه فناوری سیلیکون ، میکرو کنترلرهای 8 بیتی قویتری ساخته شدند. در این میکرو کنترلرها علاوه بر بهینه شدن دستورالعمل ها، تایمر/شمارنده روی تراشه، امکانات وقفه و کنترل بهینه شده خطوط I/O نیز به آنها اضافه شده است. حافظه موجود بر روی تراشه هنوز هم محدود می باشد و دربسیاری موارد کافی نیست.یکی از پیشرفتهای قابل توجه در آن زمان، قابلیت استفاده از حافظة EPROM قابل پاک شدن با اشعه ماورا بنفش، روی تراشه بود. این قابلیت، زمان طراحی و پیاده سازی محصول را بطور محسوسی کاهش داد و نیز برای اولین بار امکان استفاده از میکرو کنترلر ها را در کاربردهایی که حجم تولید پایینی دارند، فراهم ساخت.
1-3 معرفی میکروکنترلرها :
به آی سی هایی که قابل برنامه ریزی می باشد و عملکرد آنها از قبل تعیین شده میکروکنترلرگویند میکرو کنترل ها دارای ورودی - خروجی و قدرت پردازش می باشد .
1- 4 بخشهای مختلف میکروکنترلر :
میکروکنترلر ها از بخشهای زیر تشکیل شده اند
Cpu واحد پردازش
Alu واحد محاسبات
I /O ورودی ها و خروجی ها
Ram حافظه اصلی میکرو
Rom حافظه ای که برنامه روی آن ذخیره می گردد
Timer برای کنترل زمان ها
و . . .
1-5 برنامه ریزی یک میکروکنترلر:
میکرو کنترلر ها دارای کامپایلرهای خاصی می باشد که با زبان های Assemblybasic, c می توان برای آنها برنامه نوشت سپس برنامه نوشته شده را توسط دستگاهی به نام programmer که در این دستگاه ای سی قرار می گیرد و توسط یک کابل به یکی از در گاه های کامپیوتر وصل می شود برنامه نوشته شده روی آی سی انتقال پیدا میکند و در Rom ذخیره می شود .
1-6 کارآیی میکرو کنترلرها:
این آی سی ها حکم یک کامپیوتر در ابعاد کوچک و قدرت کمتر را دارند بیشتر این آی سی ها برای کنترل و تصمیم گیری استفاده می شود چون طبق الگوریتم برنامه ی آن عمل می کند این آی سی ها برای کنترل ربات ها تا استفاده در کارخانه صنعتی کار برد دارد .
امکانات میکرو کنترلرها :
امکانات میکرو کنترلرها یکسان نیست و هر کدام امکانات خاصی را دارا می باشند و در قیمت های مختلف عرضه می شود .
1-7 معایب و مزایای میکروکنترلر های مختلف نسبت به هم :
1- میکرو کنترلر ۸۰۵۱
. این خانواده از میکرو کنترولر ها جزو اولین نوع میکرو کنترولر ها یی بود که رایج شده و جزو پیشکسوتان مطرح میشود . معروف ترین کامپایلر برای این نوع میکرو keil یا franklin می باشد میکرو های این خانواده به نوسان ساز نیاز مند هستند و درمقابل خانواده pic یا AVR از امکانات کمتری برخور دار می باشد معروف ترین آی سی ها این خانواده ۸۹S51 یا ۸۹C51 می باشد .
ابتدا این میکروکنترلر توسط شرکت بزرگ intel ساخته شد .اما بعدا intel این امکان را به دیگر شرکت ها داد که این میکروکنترلر را تولید کنند و شرکت هایی مانند ATMEL , PHILIPS , SIEMENS , DALLAS و… به تولید این میکروکنترلر پرداختنند یکی از شرکت هایی که به صورت گسترده به تولید این تراشه پرداخت ATMEL بود که مدل های مختلف میکروکنترلر ساخت این شرکت در سرار جهان و در ایران به خوبی یافت می شود .
اما اگربخواهیم به صورت کلی سیر پیشرفت این نوع میکروکنترلر رو در نظر بگیریم اولین میکروکنترلر هایی که ساخته شد با جدیدترین میکروکنترلرهای ۸۰۵۱ که الان تولید میشود با توجه به این پیشرفت شگفت در تمام زمینه ها که صنایع دیگر در دنیا دارند پیشرفت زیادی ندارد به طور مثال AT89S5X که میکروکنترلر ۸۰۵۱ جدید ساخت ATMEL است نسبت به مدل های اولیه ۸۰۵۱ پیشرفت آنچنانی ندارد . امکانات این میکرو نسبت به AVR و PIC قابل مقایسه نیست .
به صورتی که که همین مدل جدید ۸۰۵۱ تقریبا حافظه ای برابر یک صدم (۰.۰۰۱ ) میکروکنترلر های AVR را دارد و سرعتش ۴ برابر کمتر از میکروکنترلر های PIC و ۱۲ بار کمتر از میکروکنترلر های AVR است . از لحاظ امکانات دیگر هم چنین ضعفی احساس میشود. اما برای کارهای ساده تر که پیچیدگی زیادی در آن نباشد به خاطر قیمت بسیار پایینی که این میکروکنترلر دارد بسیار مناسب است . قیمت همین مدل جدید AT89S5X حدود ۱۰۰۰ تومان است که قیمت بسیار مناسبی است.
این میکرو کنترلر از زبان اسمبلی و C پشتیبانی میکند که زبان برنامه نویسی اصلی آن اسمبلی است که واقعا نوشتن با این زبان برنامه نویسی نسبت به زبان های برنامه نویسی دیگر هم مشکل تر و هم طولانی تر است. در کل این میکروکنترلر امروزه دیگر توانای رقابت با AVR و PIC رو ندارد و امروزه رقابت اصلی بین این دو میکروکنترلر است .
۲)میکروکنترلرPIC
این خانواده از نظر امکانات مانند AVR میباشد و در کل صنعتی تر است . واقعا میکروکنترلر خیلی قوی است که بر اساس بعضی آمار ها بیشترین کاربر را به خود اختصاص داده است البته متذکر شوم که در ایران این آمار به نفع AVR است. این میکروکنترلر ساخت شرکت میکرو چیپ است که PIC رو در مدل های خیلی زیادی با امکانات مختلف برای کارهای مختلف میسازد .
این میکروکنترلر با مدل های مختلفPIC16XXX و PIC12XXXX که به جای X دوم از چپ به راست حروف C ,X,E,F قرار میگره که هر کدام مفهوم خاصی داره که چون بحث ما آموزش AVR است از روی اون سریع میگزریم X های بعدی هم اعدادی هستنند که نشان دهنده مدل های مختلف هستنند .
۳)میکروکنترلر
AVR این خانواده از میکرو کنترلرها تمامی امکانات ۸۰۵۱ را دارا می باشد و امکاناتی چون ADC (مبدل آنالوگ به دیجیتال) - نوسان ساز داخلی و قدرت و سرعت بیشتر - EEPROM (حافظه) از جمله مزایای این خانواده می باشد مهم ترین آی سی این خانواده Tiny و Mega است.
به میکروکنترلر AVR میرسیم که بهترین میکروکنترلر موجود در بازار است .اول از همه سرعت این میکروکنترلر بسیار بالاست و به قولی دستوراتی که بهش داده میشه در یک سیکل کلاک انجام میده در صورتی که این سیکل کلاک برای ۸۰۵۱ باید تقسیم بر۱۲شودو برای PIC باید تقسیم بر ۴ بنابراین AVR سریعترین میکروکنترلر موجود در بازار است .
AVR از زبان های برنامه نویسی سطح بالا یا به اصطلاح (HIGH LEVEL (LANGUAGE HLL پشتیبانی میکند که باعث تولید کدهای بیشتری میشود که در کل برنامه نوشته شده نسبت به برنامه هایی که برای ۸۰۵۱ و PIC نوشته میشود کوتاهتر است. امکانات جانبی این میکروکنترلر بسیار مناسب است و شما را از خرید بعضی لوازم جانبی مانند چیپ های آنالوگ به دیجیتال (ADC) , مقایسه گر آنالوگ و… راحت میکند .
در ضمن AVR از بسیاری از استاندارد های ارتباطی مانند SPI,UART,12C,JTAG پشتیبانی میکند که به راحتی میتوان این میکروکنترلر را با میکروکنترلر دیگر یا و سایل دیگر وصل کرد و با وسایل دیگر به راحتی ارتباط برقرار کند. قیمت این میکروکنترلر هم به نسبت امکانات فراوانی که داره بسیار پایین است به طوری که یک میکروکنترلر AVR تقریبا پیشرفته رو با قیمت حول و حوش ۳ تا ۴ هزار تومان خرید .
شرکت Atmel 5 میکروکنترلر ۸ بیتی AVR جدید با توان مصرفی بسیار پایین برای استفاده در مدارات با تعداد کدهای بالا و اینترفیسینگ زیاد عرضه نموده است. این میکروکنترلر ها با نام های ATmega640، ATmega1280، ATmega2560، ATmega1281، ATmega2561 عرضه شده است و دارای ۶۴ تا ۲۵۶ کیلو بایت flash و ۸ کیلو بایت RAM به صورت داخلی می باشد.
این میکروهای جدید مدارات جانبی میکروها را با توجه به مدارات داخلی خود کاهش داده است که از آن جمله می توان به وجود یک اسیلاتور RC 8 مگا هرتزی در داخل خود که باعث حذف اسیلاتور خارجی گشته است را نام برد؛ از دیگر قابلیت های جالب این میکرو مصرف بسیار پایین آن می باشد این میکرو که با ۱.۵ ولت کار می کند در حالت power down تنها ۱۰۰ نانو آمپر مصرف می کند که باعث افزایش عمر باتری خواهد شد. مدل ۱۰۰ پین این میکرو ها داراری ۴ کانال UART و ۱۶ عدد A/D می باشد.
1-8 مزایای میکرو کنترلر نسبت به مدار های منطقی :
- یک میکرو کنترلر را می توان طوری برنامه ریزی کرد که کار چندین گیت منطقی را انجام دهد.
-تعداد آی سی هایی که در مدار به کار میرود به حداقل میرسد .
- به راحتی می توان برنامه میکرو کنترلر را تغییر داد و تا هزاران بار میتوان روی میکرو برنامه های جدید نوشت و یا پاک کرد - به راحتی میتوان از روی یک مدار منطقی کپی کرد و مشابه آن را ساخت ولی در صورتی که از میکرو کنترلر استفاده شود و برنامه میکرو را قفل کرد به هیچ عنوان نمی توان از آن کپی گرفت
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
کنترل کننده چهارکاناله با خط تلفن جهت خاموش و روشن کردن وسایل برقی به همراه 32 اسلاید پاورپوینت آماده ارائه
