پروژه ماشین حساب با استفاده از میکروکنترلر 8051
مقدمه‌ای بر میکروکنترلر 8051
باوجود اینکه بیش از بیست سال از تولد ریز پردازنده نمی‌گذرد، تصور وسیال الکترونیکی و ... بدون آنکه کار مشکی است در سال 1971 شرکت اینتل: 8080 را به عنوان اولین ریز پردازنده موفق عرضه کرد مدت کوتاهی پس از آن، موتورولا، RCA و سپس Mostechnoloy و zilog انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای Z80 , 6502 , 6800 عرضه کردند. گرچه این مدارهای مجتمع به خودی خود فایده چندانی نداشتند. اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد (SBC) به جزء مرکزی فرآورده‌های مفیدی برای آموزش طراحی با ریز پردازنده ها تبدیل شدند. از این SBC کمه به سرعت به آزمایشگاههای طراحی در کالج‌ها، دانشگاهها و شرکت های الکترونیکی راه پیدا کردند ومی توان برای نمونه از D2 موتورولا KIM-1 ساخت Mostechnology و SDK-85 متعلق به شرکت اینتل نام برد.
میکروکنترلر قطعه‌ای شبیه به ریز پردازنده است. در 1976 اینتل 8745 را به عنوان اولین قطعه خانواده‌ی یک CPU، 1 کیلو بایت EPROM ، 64 بایت، RAM، 27 پایه I/O و یک تایمر 8 بیتی بود. توان، ابعاد و پیچیدگی میکروکنترلرها با اعلام ساخت8051 یعنی اولین عضو خانواده میکروکنترلرهای MCS-51 در 1980 توسط اینتل پیشرفت چشمگیری کرد. در مقایسه با 8048 این قطعه شامل بیش از 60000 ترانزیستور، K4 بایت ROM، 128 بایت RAM، 32 خط I/O یک درگاه سریال و دو تایمر 16 بیتی است. که از لحاظ مدارات داخلی برای یک IC بسیار قابل ملاحظه است.
امروزه انواع گوناگونی از این IC وجود دارند که بصورت مجازی این مشخصات را دو برابر کرده‌اند. شرکت زیمنس که دومین تولید‌کننده قطعات MCS-51 است SAB80515 را به عنوان یک 8051 توسعه یافته در یک بسته‌ی 68 پایه با شش درگاه I/O 8 بیتی، 13 منبع وقفه و یک مبدل آنالوگ به دیجیتال با 8 کانال ورودی عرضه کرده است خانواده 8051 به عنوان یکی از جامعترین و قدرتمندترین میکروکنترلرهای 8 بیتی شناخته شده و جایگاهش را به عنوان یک میکروکنترلر مهم برای سالهای آینده یافته است.
فهرست مطالب
مقدمه‌ای بر میکروکنترلر 8051 1
اصطلاحات فنی 2
واحد پردازش مرکزی 3
مقایسه ریز پردازنده‌ها با میکروکنترلرها 4
معماری سخت افزار 5
کاربردها 5
ویژگی‌های مجموعه‌ی دستور المعل ها 6
مروری بر خانواده MCS-51 8
ساختار درگاه I/O 15
سازمان حافظه 16
RAM بیت آدرس پذیر 18
بانک های ثبات 19
ثباتهای کاربرد خاص 20
کلمه وضعیت برنامه 21
پرچم نقلی 21
پرچم نقلی کمکی 22
بیت های انتخاب بانک ثبات 23
پرچم سرریز 23
بیت توازن 24
اشاره‌گر پشته 25
اتصال LCD به 8051 25
اتصال 8051 به صفحه کلید 31
زمین کردن سطرها و خواندن ستون‌ها 32
تعداد مشاهده: 460 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 36
حجم فایل:49 کیلوبایت
-
محتوای فایل دانلودی:
حاوی فایل ورد قابل ویرایش
تحقیق کلیات میکروکنترلر 8051
فصل اول : میکروکنترلر 8051
1-1 دراین بخش اتبدا به اعضای مختلف خانواده میکروکنترلر 8051 و ویژگی های آنها نگاه می کنیم . به علاوه خواهیم دید که سازندگان 8051 چه کسانی هستندوچه نوع محصولی ارائه می دهند .
تاریخچه مختصری از 8051
درسال 1981 شرکت Intel میکروکنترلربه نام 8051 را معرفی کرد . این میکروکنترلردارای 128 بایت 4k , RAM بایت ROM دو تایمر ، یک پورت سریال وچهار پورت موازی ( هریک 8 بیت ) بود که همه آنها دریک تراشه تعبیه شده بودند . زمانی به آن سیستم در یک تراشه می گفتند . 8051 یک پروسسور 8 بیت است ، یعنی CPU هر بار می تواند فقط روی 8بیت داده کار کند . داده های بزرگتر از 8 بیت باید به قطعات 8 بیت بشکنند وسپس بوسیلهCPU پردازش شوند . 8051 کلا دارای چهار پورت I/O با عرض 8 بیت است . شکل 2-1 را ملاحظه کنید گرچه 8051 می تواندحداکثر 64K حافظه ROM درتراشه داشته باشد ، بسیاری از سازندگان فقط 4K بایت را درتراشه کار گذاشته اند .این مطلب بعدا بطور مفصل بحث شده است .
پس از آنکه Intel بشرط حفظ سازگاری با 8051 اجازه تولید را به دیگر سازندگان داد تراشه مذکور بسیار مورد توجه قرار گرفت .این توافق منجر به تولید انواع 8051 با سرعت های متفاوت مقداری ROM در تراشه بوسیله نیم دو جین سازنده شد . ما بعضی از آنها را بعدا بررسی خواهیم کرد . آنچه اهمیت دارداین است که گرچه انواع مختلف 8051 با سرعت ومقدار ROM متفاوت در تراشه موجودند ولی همه آنها با 8051 اصلی از نظر دستورات سازگارند . این بدان معنی است که اگرشما برنامه ای برای یکی بنویسید ، مستقل از سازنده روی دیگری هم قابل اجرا ست .
میکروکنترلر 8051
8051 عضواصلی خانواده 8051 است Intel آن را MCS-51 می نامد . جدول 1-1 امکانات اصلی 8051 را نشان می دهد .
تعداد مشاهده: 633 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 109
حجم فایل:101 کیلوبایت
-
محتوای فایل دانلودی:
حاوی فایل ورد قابل ویرایش
بررسی سیستمها و شبکههای سیار سلولی
پیشگفتار
امروزه سیستمهای رادیویی سیار نقش مهمی در فعالیتهای بازرگانی، تجاری، امور مراقبتی و حفاظت عمومی و زندگی روزمره عموم افراد ایفا میکنند. این سیستمها موجب کاهش هزینه، صرفه جویی در انرژی و افزایش راندمان در زمینههای مختلف می شوند.
در ایران، نیز از سال 1992 بهرهبرداری از سیستمهای مخابرات سیار آغاز شده است. سیستم کنونی مخابرات سیار در کشورمان، سیستم GSM ( نسل دوم) می‌باشد و استفاده از سیستمهای WCDMA (نسل سوم) در آینده از جمله طرحهای شرکت مخابرات کشورمان می‌باشد. با این حال منبع جامع و مختصری از این سیستمها و استانداردهای مربوط در دسترس نیست.
در مورد سیستمهایی مانند GSM وCDMA و بطور کلی در هر سیستم بیسیم دیگری، شاید مشکلترین قسمت در فهم و یادگیری اولیه سیستم، وجود انبوهی از لغات انحصاری، تخصصی و فنی و اختصارات ویژه این سیستمها است.
در
این تحقیق سعی شده که با ترجمه و گردآوری و سازماندهی و تفصیل مطالب پراکندهای که
در کتب و مقالات مخابراتی مربوطه آمده است ( که
از جدیدترین کتب و مقالات
موجودمیباشد)، مجموعهای تهیه شود که علاوه بر تشریح کامل ساختار کلی
مهمترین سیستمهای مخابرات سیار موجود، بسیاری از اصطلاحات و اختصارات مربوط به این
استانداردها نیز بطور واضح بیان شوند. در اینجا، ساختار نسلهای موبایل ( اول، دوم
و سوم) و مقایسه آنها با هم و علل گرایش به سیستمهای نسل سوم مورد بررسی قرار
گرفته است و مطالعه آن میتواند برای محققان سودمند و برای مبتدیان راهگشا باشد.
فصل 1
معرفی سیستمها و شبکههای سلولی مخابرات سیار
1-1-سیستمهای مخابرات سیار
1-1-1- مقدمه
سیستمهای رادیویی سیار نقش مهمی را در فعالیتهای بازرگانی، تجارتی و امور مراقبتی و حفاظتی عمومی بگونهای صنعتی و پیشرفته دارا میباشند. نیاز به این سیستمها و درخواستهای فراوان برای آن توسط بخشهای مختلف لزوم ایجاد مقررات خاص رادیویی و اختصاص بخش معینی از طیف امواج رادیویی را برای این سیستمها در کشورهای مختلف ایجادکرده است. باندهای رادیویی150 و450 [1] مگاهرتز،همچنین باندرادیویی حدود900 مگاهرتز برای سرویسهای رادیوتلفنی سیار سلولی (GSM900) و باندПΙ (175-225 مگاهرتز) برای سیستمهای رادیویی سیار ترانکی اختصاص داده شدهاند. باند 1800 مگاهرتز برای سیستم سلولی دیجیتال DCS1800 و باند1900 مگاهرتز برای PCS1900 آمریکایی استفاده میشود. علاوه براین به نظر میرسدکه به علت افزایش تقاضا درآینده شاهد اختصاص باندهای دیگری برای این سرویسها باشیم[2].
عصر مخابرات بی سیم در سال1897 با اختراع تلگراف بی سیم توسط مارکنی آغاز شد و اکنون پس از گذشت یک قرن سومین نسل از سیستم های مخابرات بی سیم یعنی سیستمهای مخابرات فردی ((PCS[3] پا به عرصه ظهور میگذارد. کاربران چنین سیستمی با استفاده از یک ترمینال دستی کوچک (handset ) خواهند توانست با هرکس، در هر زمان و از هر مکان، انواع اطلاعات (صوت و تصویر و دیتا) را مبادله نمایند0
تاریخ کامل مخابرات بی سیم به چهار دوره زیر قابل تقسیم است :
1ــ دوره قبل از همگانی شدن این سیستم ها
2ــ سیستم های آنالوگ (نسل اول )
3ــ سیستم های دیجیتال نسل دوم
4ــ سیستم های دیجیتال نسل سوم (PCS)
دوره قبل از همگانی شدن سیستمهای مخابرات بی سیم از سالهای 1950 شروع و تا 1960 ادامه یافت. دراین دوره از مخابرات سیار برای کاربردهای پلیسی، نظامی، کشتیرانی، هواپیمایی استفاده میشدوتجهیزات ارسال و دریافت ،حجیم،پرمصرف وگران قیمت بود0
نسل اول در سال های 1970 تا1980 بر پایه تکنولوژی آنالوگ واستفاده از مفهوم سلولی برای مصارف عمومی پدید آمد0 ایده اساسی در مخابرات سیار سلولی[4] (MCS)، استفاده مجدد از طیف فرکانسی در مناطقی است که به اندازه کافی از هم دورند ودر نتیجه میزان تداخل هم کانال[5] ناچیزخواهد بود. استفاده از مخابرات سیارسلولی موجب افزایش چشمگیر ظرفیت سیستم،کاهش هزینه، بهبودکیفیت سرویس وکاهش توان موردنیاز شد0
سیستم AMPS [6] در سال 1978 راه اندازی شد. این سیستم در باندفرکانسی 800 تا900 مگاهرتز کار میکرد و دارای 666 کانال دوطرفه با پهنای باند 30KHZ و مدولاسیون FM آنالوگ بود. با افزایش بیش از حدتقاضا،سیستم های آنالوگ نسل اول قادربه تامین ظرفیت مورد نیازبرای برخی ازمناطق شهری نبودند، درهمین زمان تکنیکهای مخابرات دیجیتال به رشد لازم جهت کاربردهای تجاری رسیدند.
سیستم های نسل دوم درسالهای 1980 و1990 با استفاده از تکنولوژی دیجیتال تحقق یافت. GSM [7]، اولین استاندارد MCS تمام دیجیتال در دنیاست. این سیستم درسال 1992 در اروپا به بهره برداری تجاری رسید وحدوداً دو سال بعد در ایران نصب شد. در این سیستم موبایل ها از فرکانس های 890 تا 915 مگاهرتز و ایستگاه پایهها(BS) [8] از فرکانسهای 935 تا960 مگاهرتز برای ارسال سیگنال استفاده میکنند. پهنای باند هر کانال رادیویی200 کیلوهرتز است که توسط 8 کاربر مورد استفاده قرار میگیرد، بنابراین جمعاً 2000 کانال دو طرفه موجود است0
[3] personal communication system
[4] Mobile Communication System
[5] Co-channal Interference
[6] Advanced Mobile Phone Services
[7] Group Special Mobile
[8] Base Station
تعداد مشاهده: 89 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.zip
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 288
حجم فایل:6,337 کیلوبایت
-
محتوای فایل دانلودی:
برق و الکترونیک
فهرست
پیشگفتار: ................................................................................. 3
فصل 1
آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی ...................... 6
فصل 2
میکروکنترلر 8051 .................................................................... 38
فصل 3
موتور پله ای و مشخصه های اساسی آن ................................... 99
فصل 4
نمونه عملی از یک ربات مسیر یاب ساده ................................. 112
پیشگفتار:
با ساخت وسایل الکترو مغنا طیسی نظیر انواع الکتروموتورها، بوبین ها ،رله ها وغیره ، انسان قادر شد با بهره گیری از الکترونیک ، کنترل ابزارهای مکانیکی را در دست گیرد و سر انجام با پیدایش میکرو پروسسورها و با توجه به توانایی آنها در پردازش اطلاعات و اعمال کنترلی و همچنین قابلیت مهم برنامه پذیر بودن آنها تحول شگرفی در ساخت تجهیزات الکترونیکی و صنعتی و غیره به وجود آمد.
پیشرفتها و تحولات اخیر باعث پیدایش اتوماسیون صنعتی شده که در بسیاری از موارد جایگزین نیروی انسانی می گردد. به عنوان نمونه انجام امور سخت در معادن و یا کارخانه ها و یا کارهایی که نیازمند دقت وسرعت بالا می‌باشد و یا انجام آن برای نیروی انسانی خطر آفرین است به انواع دستگاهها و رباتها سپرده شده است. همچنین با پیشرفت الکترونیک در زمینه ساخت سنسورها. بالا رفتن دقت آن ها، امروزه انواع گوناگونی از حسگرها در دنیا تولید می شود که در ساخت رباتها و در زمینه اتوماسیون نقش مهمی را ایفامی‌کنند.
در این پایان نامه پس از مباحثی در مورد پردازش دیجیتالی تصویر ، معرفی میکرو کنترلر 8051 بصورت مختصر و در حد نیاز و بخش کوچکی در مورد استپ موتورها به طراحی وپیاده سازی نمونه ای کوچک از یک ماشین مسیر یاب پرداخته شده است .شایان ذکر است که مطالب مربوط به طراحی وساخت ماشین بگونه ای بیان شده که توسط هر فردی که آشنایی مختصری با میکرو کنترلرها داشته باشد، قابل پیاده سازی است.
فصل اول
آشنایی با ماشین بینایی و تصویر برداری دیجیتالی
1-1کلیات
تکنولوژی ماشین بینایی وتصویر بر داری دیجیتالی شامل فرایند هایی است که نیازمند بکارگیری علوم مختلف مهندسی نرم افزار کامپیوتر می باشد این فرایند را می توان به چند دسته اصلی تقسیم نمود :
1- ایجاد تصویر به شکل دیجیتالی
2- بکارگیری تکنیکهای کامپیوتری جهت پردازش ویا اصلاح داده های تصویری
3- بررسی و استفاده از نتایج پردازش شده برای اهدافی چون هدایت ربات یا کنترل نمودن تجهیزات خود کار ، کنترل کیفیت یک فرایند تولیدی ، یا فراهم آوردن اطلاعات جهت تجزیه و تحلیل آماری در یک سیستم تولیدی کامپیوتری (MAC)
ابتدا می بایست آشنایی کلی ، با هر یک از اجزاء سیستم پیدا کرد و از اثرات هر بخش بر روی بخش دیگر مسطح بود . ماشین بینایی و تصویر بر داری دیجیتالی از موضوعاتی است که در آینده نزدیک تلاش و تحقیق بسیاری از متخصصان را بخود اختصاص خواهد بود.
در طی سه دهه گذشته تکنولوژی بینایی یا کامپیوتری بطور پراکنده در صنایع فضایی نظامی و بطور محدود در صنعت بکار برده شده است . جدید بودن تکنولوژی ، نبودن سیستم مقرون به صرفه در بازار و نبودن متخصصین این رشته باعث شده است تا این تکنولوژی بطور گسترده استفاده نشود .
تا مدتی قبل دوربین ها و سنسورهای استفاده شده معمولا بصورت سفارشی ومخصوص ساخته می شدند تا بتوانند برا ی منظورخاصی مورد استفاده قرار گیرند همچنین فرایند ساخت مدارهای مجتمع بسیار بزرگ آنقدر پیشرفت نکرده بود تا سنسورهای حالت جامد با رزولوشن بالا ساخته شود .
استفاده از سنسورهای ذکر شده مستلزم این بود که نرم افزار ویژه ای برای آن تهیه شود و معمولا این نرم افزارها نیز نیاز به کامپیوتر هایی با توان پردازش بالا داشتند. علاوه بر همه این مطالب مهندسین مجبور بودند که آموزشهای لازم را پس از فراغت از تحصیل فرا گیرند . زیرا درس ماشین بینایی در سطح آموزشهای متداول مهندسی در دانشگاهها وبه شکل کلاسیک ارائه نمی شد .
تکنولوژی ماشین بینایی در دهه آینده تاثیر مهمی بر تمامی کارهای صنعتی خواهد گذاشت که دلیل آن پیشرفتهای تکنولوژی اخیر در زمینه های مرتبط با ماشین بینایی است واین پیشرفتها در حدی است که استفاده از این تکنولوژی هم اکنون حیاتی می باشد .
2-1-بینایی واتوماسیون کارخانه
وظایف اساسی که می تواند توسط سیستمهای ماشین بینایی انجام گیرد شامل سه دسته اصلی است.
1- کنترل
2- بازرسی
3- ورود داده
کنترل در ساده ترین شکل آن مرتبط با تعیین موقعیت و ایجاد دستورات مناسب می باشد تا یک مکانیزم را تحریک نموده ویا عمل خاصی صورت گیرد . هدایت نقاله های هدایت شونده خود کار (AGVS) در عملیات انتقال مواد در یک کارخانه هدایت مشعل جوشکاری در امتداد یک شمایر یا لبه یا انتخاب یک سطح بخصوص برای انجام عملیات رنگ پاشی توسط ربات ، مثلهایی از بکار گیری ، ماشین بینایی در کنترل می باشند . کاربردهای ماشین بینایی در بازرسی مرتبط با تعیین برخی پارامترها می باشد . ابعاد مکانیکی وهمچنین شکل آن ، کیفیت سطوح ، تعداد سوراخها در یک قطعه ، وجود یاعدم وجود یک ویژگی یا یک قطعه در محل خاصی از جمله پارامترهایی هستند که توسط ماشین بینایی ممکن است ، بازرسی می شوند عمل اندازه گیری توسط ماشین بینایی کم و بیش مشابه بکارگیری روشهای سنتی استفاده از قیدها و سنجه های مخصوص و مقایسه ابعاد می باشد . سایر عملیات بازرسی بجز موارد اندازه گیری شامل مواردی چون کنترل وجود بر چسب بر روی محصول بررسی رنگ قطعه ، وجود مواد خارجی در محصولات غذایی نیز با تکنیکهای خاصی انجام می گیرد . کار بازرسی ممکن است حتی شامل مشخص نمودن خواص یا ویژگیهایی الکتریکی یک محصول گردد . با مشاهده خروجی اندازه گیرهای الکتریکی می توان صحت عملکرد محصولات الکتریکی را بازرسی نمود . هر چند که در چنین مواردی چنانچه سیستم بینایی کار دیگری بجز مورد ذکر شده انجام ندهد معمولا روش ساده تر و مقرون به صرفه ترین بدین صورت خواهد بود که کار بازرسی فوق توسط یک ریز پردازنده و ابزارهای مربوط انجام گیرد .
تعداد مشاهده: 224 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.zip
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 138
حجم فایل:2,239 کیلوبایت
-
محتوای فایل دانلودی:
میکروکنترلر 8051
فصل اول : میکروکنترلر 8051
1-1 دراین بخش ابتدا به اعضای مختلف خانواده میکروکنترلر 8051 و ویژگی های آنها نگاه می کنیم . به علاوه خواهیم دید که سازندگان 8051 چه کسانی هستندوچه نوع محصولی ارائه می دهند .
تاریخچه مختصری از 8051
درسال 1981 شرکت Intel میکروکنترلربه نام 8051 را معرفی کرد . این میکروکنترلردارای 128 بایت 4k , RAM بایت ROM دو تایمر ، یک پورت سریال وچهار پورت موازی ( هریک 8 بیت ) بود که همه آنها دریک تراشه تعبیه شده بودند . زمانی به آن سیستم در یک تراشه می گفتند . 8051 یک پروسسور 8 بیت است ، یعنی CPU هر بار می تواند فقط روی 8بیت داده کار کند . داده های بزرگتر از 8 بیت باید به قطعات 8 بیت بشکنند وسپس بوسیلهCPU پردازش شوند . 8051 کلا دارای چهار پورت I/O با عرض 8 بیت است . شکل 2-1 را ملاحظه کنید گرچه 8051 می تواندحداکثر 64K حافظه ROM درتراشه داشته باشد ، بسیاری از سازندگان فقط 4K بایت را درتراشه کار گذاشته اند .این مطلب بعدا بطور مفصل بحث شده است .
پس از آنکه Intel بشرط حفظ سازگاری با 8051 اجازه تولید را به دیگر سازندگان داد تراشه مذکور بسیار مورد توجه قرار گرفت .این توافق منجر به تولید انواع 8051 با سرعت های متفاوت مقداری ROM در تراشه بوسیله نیم دو جین سازنده شد . ما بعضی از آنها را بعدا بررسی خواهیم کرد . آنچه اهمیت دارداین است که گرچه انواع مختلف 8051 با سرعت ومقدار ROM متفاوت در تراشه موجودند ولی همه آنها با 8051 اصلی از نظر دستورات سازگارند . این بدان معنی است که اگرشما برنامه ای برای یکی بنویسید ، مستقل از سازنده روی دیگری هم قابل اجرا ست .
میکروکنترلر 8051
8051 عضواصلی خانواده 8051 است Intel آن را MCS-51 می نامد . جدول 1-1 امکانات اصلی 8051 را نشان می دهد .
جدول 1-1 امکانات 8051
Quantity Feature
4K bytes ROM
128 bytes RAM
2 Timer
32 I/O Pins
1 Serial port
6 Interrupt sources
توجه : مقدار ROM د رتراشه حجم برنامه را نشان می دهد .
دیگر اعضای خانواده 8051
دو عضو دیگر از میکروکنترلهای خانواده 8051 با نام 8052 و 8031 نیز وجود دارند .
میکروکنترلر 8052
8052 عضوی دیگر از خانواده 8051 است این کنترلر همه امکانات 8051 بعلاوه 128 بایت RAM ویک تایمر اضافی را دارد به بیان دیگر ، 8052 دارای 256 بایت RAM و 3تایمر است این کنترلر بجای 8K,4K حافظه ROM را در تراشه داراست .جدول 2-1 ملاحظه شود .
میکروکنترلرها و پردازنده های درونی
همانطور که از جدول 4-1 ملاحظه می شود ، 8051 زیر مجموعه ای از 8052 است بنابراین همه برنامه های نوشته شده برای 8051 قابل اجرا بر روی 8052 نیز هستند ولی عکس آن صحیح نیست .
تعداد مشاهده: 387 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.doc
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 107
حجم فایل:609 کیلوبایت
-
محتوای فایل دانلودی: