طراحی و ساخت یک کنترل دمای دیجیتالی تابلوهای برق

با ورود میکرو کنترلر ها به بازار الکترونیک و استفاده از آنها کار را بر روی بسیاری از قسمتهای الکترونیک آسان تر نمود و به خصوص در صنعت با در دست گرفتن کنترل قسمتهای مختلف یک کارگاه یا کارخانه صنعتی منجر به تولید بیشتر با کیفیت بهتر شد و افق وسیعی از کار را بر روی سازندگان قطعات الکترونیک گشود نکته ای که در صنعت بسیار مهم به نظر می رسد اندازه گیری پ

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	3521 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	82

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

فهرست مطالب

صفحه	عنوان
9	پیشگفتار
10	فصل اول
11	فصل اول: مقدمه ای بر AVR
12	1-1میکرو کنترل های TINY AVR
18	1-2 میکرو کنترلرهای AT90S
22	1-3 میکروکنترلر های MEGAAVR
28	1-4 خصوصیات داخلی MEGA 32
48	فصل دوم
49	فصل دوم: برنامه Bascom و برنامه نویسی آن
49	2-1 برنامه bascom
51	2-2 محیط برنامه نویسی
56	فصل سوم
57	فصل سوم : سنسور های دما
57	3-1 ترمومترهای شیشه ای
57	3-2 ترمومترهای Bimetal
58	3-3 ترمومترهای فشاری
58	3-4 ترموکوپل
59	3-5 اندازه گیری دما از طریق مقاومت اهمی
60	6-3 lm 35
61	فصل چهارم
62	ر فصل چهارم :طراحی و ساخت یک کنتر ل دمای دیجیتالی تابلو های برق
62	4-1 برنامه و توضیح آن
73	4-2 شکل مدار و توضیحاتی در مورد آن
75	نتیجه گیری
76	مراجع

پیشگفتار

با ورود میکرو کنترلر ها به بازار الکترونیک و استفاده از آنها کار را بر روی بسیاری از قسمتهای الکترونیک آسان تر نمود و به خصوص در صنعت با در دست گرفتن کنترل قسمتهای مختلف یک کارگاه یا کارخانه صنعتی منجر به تولید بیشتر با کیفیت بهتر شد و افق وسیعی از کار را بر روی سازندگان قطعات الکترونیک گشود. نکته ای که در صنعت بسیار مهم به نظر می رسد اندازه گیری پارامتر هایی مثل دما ، فشار و میزان جابه جایی اجسام و ... می باشد که کار ها توسط سنسور های مختلف انجام می شود اما روز به روز بر تعداد سنسورها افزوده شده و سنسورهای بهتر با قابلیت های بیشتری به بازار عرضه می گردد و همچنین دستگاه هایی که توسط میکرو کنترلر ها ساخته می شود داری انواع مختلفی بوده و کارهای متفاوتی انجام می دهند یکی ازاین دستگاه ها دستگاه کنترل دمای تابلو و اتاقک ها می باشند که توسط میکروکنترلر ها و حتی بردهای الکترونیکی نیز ساخته می شوند.

پروژه مورد توجه و حائز اهمیت در این پایان نامه در خصوص کنترل دما تابلو های برق می باشد که می توان برای ماشینهای جوجه کشی ، محل کار ، تابلو های برق و غیره میتوان استفاده کرد.

در این پایان نامه ابتدا توضیح مختصری راجع به میکرو کنترلر های AVR آورده شده در بخش های بعد یک توضیح راجع به برنامه bascom ،انواع سنسورهای دما می خوانید و در پایان نیز شکل مدار و برنامه نوشته شده در میکرو آورده شده است

فصل اول

مقدمه ای بر AVR

فصل اول : مقدمه ای بر AVR

در این فصل هدف بر این است که یک توضیح کلی در مورد AVR کفته شود

یکی از جدید ترین میکروکنترلر های قوی عرضه شده به بازار الکترونیک متغلق به شرکت ATMEL به نام میکروکنترلرهای AVR می باشد این میکرو کنترلر هشت بیتی به علت وجود کامپایلر های قوی به زبان سطح بالا مورد استقبال فراوانی قرار گرفت یادگیری و استفاده از این میکروکنترلر بسیار ساده می باشد و دامنه استفاده آن بسیار وسیع می باشد

از جمله مزیت های آن حافظه بالاتر نسبت به میکروکنترلر های قبلی و وجود دستورات وسیع میباشد و همچنین بر خلاف زبان های سطح بالا که کدهای بیشتری را نسبت به زبان اسمبلی تولید میکردند تولید کدهارا به مینیمم رسانده و با ایجاد تحولی عظیم در معماری میکروکنترلر ها عملیات را تنها در یک سیکل ماشین انجام می دهد و از 32 رجیستر همه منظوره استفاده می کند که این خود باعث شده که 4 تا 12 بار سریعتر از میکروکنترل های قبلی باشد و دارای حافظه کم مصرف غیرفرار نیز می باشند که و با به کار بردن تکنولوژی شرکت ATMEL حافظه های FLASH وEEPROM در داخل مدار قابل برنامه ریزی هستند

اکثر میکرو کنترلر ها کلاک اسیلاتور به سیستم را را با نسبت 4/1 یا 12/1 تقسیم می کنند که خود باعث کاهش سرعت می شود امادر AVR کلاک اسیلاتور با کلاک داخلی سیستم یکی می شود و هیچ تقسیم کننده ای در داخل AVR وجود ندارد و بنابراین اختلاف فاز کلاک وجود ندارد.

تا قبل از به وجود آمدن AVR ها بیشترین توجه به زبان اسمبلی می شد و توجه خیلی کمی در مورد برنامه نویسی میکروکنترل ها به زبان های سطح بالا می شد.

هدف ATMEL طراحی و معماری میکروکنترل هایی بود که هم برای زبان اسمبلی و هم زبان های سطح بالا مفید باشند به طور مثال در برنامه نویسی C و BASIC می توان یک متغیر محلی به جای متغیر سراسری در داخل زیر برنامه تعریف کرد که در این صورت در زمان اجرای یک زیر برنامه مکانی از حافظه RAM برای متغییر اشغال می شود در صورتی که اگر متغییری به عنوان متغییر سراسری تعریف شود در تمام وقت مکانی از حافظه FLASH را اشغال می کند.

همچنین برای دسترسی سریعتر به منغییرهای محلی و کاهش کد نیاز به افزایش رجیسترهای همه منظوره است AVR ها دارای 32 رجیستر هستند که مستقیم به LOGIC ALU منصل شده اند و تنها در یککلاک سیکل به این واحد دسترسی پیدا می کنند. سه جفت از این از این رجیستر ها می توانند به عنوان رجیستر 16 بیتی استفاده شوند.

میکرو کنترلر های AVR به سه نوع AT90S ,‌ TINY AVR و MEGAAVR تقسیم بندی شده اند .

1-1میکرو کنترل های TINY AVR

به طورکلی و نمونه می توان به چند تا از میکروکنترلر های معروف AVR اشاره کرد که عبارتند از ATTINY 10 , 11 , 12 , 15L , 26 , 26L , 28L , 28

شکل 1

برخی از خصوصیات ATTINY 10,11,12

• کارآیی بالا و توان مصرفی کم
• دارای 90 دستورالعمل با کارآیی بالا که اکثرا تنها در ی
• ک سیکل اجرا می شوند
• 8*32 رجیستر کاربردی
• سرعتی تا 8 مگاهرتز
• یک کیلوبایت حافظه FLASH داخلی قابل برنامه ریزی و پایداری آن تا 1000 بار خواندن و نوشتن
• 64 بایت حافظه EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی و پایداری آن تا 100000 بار نوشتن و پاک کردن
• قفل برنامه FLASH و حافظه EEPROM
• یک تایمر-کانتر 8 بیتی
• یک مقایسه گر آنالوگ داخلی
• وقفه در اثر تغییر وضعیت پایه
• منابع وقفه داخلی و خارجی
• ارتباط سریال SPI در ATTINY 12
• قابل انتخاب بودن اسیلاتور داخلی برای ATTINY 12
• در حالت فعال 2.2 میلی آمپر و در بیکاری 5/ میلی آمپر
• ولتاژ عملیاتی 1.5 تا 5.5 ولت برای ATTINY 12
• فرکانس کاری تا 8 مگاهرتز

این سری از AVR ها همگی 8 پایه بوده و کمترین تعداد پایه را در AVR ها دارا می باشند.

اما فیوز بیت های این خانواده که در ATTINY 11 برابر 5 فیوز بیت و در ATTINY 12 دارای 8 فیوز بیت می باشند

فیوز بیت ها بیت های قابل برنامه ریزی هستند که با پاک شدن میکرو تاثیری نمی بینند و در واقع تعیین کننده برخی از شرایط کاری میکرو می باشند پیشنهاد می شود جهت آشنایی بیشتر با این فیوز بیت ها به کتاب هایی که در زمینه میکرو کنترلر های avr توشتهشده است مراجعه شود اما برای اطلاع بیشتر برنامه ریزی این فیوز بیت ها در برتامه ای مثل BASCOM کاری بسیار راحت می باشد که در موقع توضیح این برنامه توضیح داده خواهد شد.

ATTINY 15L

شکل 2

خصوصیات این AVR هم دقیقا مثل ATTINY های قبلی است اما دارای تغییراتی و فرق های جزئی می باشد که عبارتند از:

• دو تایمرـ کانتر 8 بیتی
• 4 کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال و یک کانال تفاضلی آنالوگ به دیجیتال با کنترل گین X 20
• مدار POWER-ON RESET
• اسیلاتور داخلی کالیبره شده 6/1 مگاهرتزی وقابل تنظیم
• خروجی PWM ,8 بیتی با فرکانس 150 کیلو هرتز
• عملکرد کاملا ثابت
• توان مصرفی در حالت فعال 3 میلی آمپر و در حالت بیکاری 1 میلی امپر
• ولتاژ عملیاتی 2.7 تا 5.5 ولت
• 6 خط ورودی خروجی قابل برنامه ریزی
• دارای 6 فیوز بیت می باشد.

ATTINY 26

دارای خصوصیاتی است که با میکرو های قبلی تا حدودی فرق میکند که در زیر به بعضی از آنها اشاره می کنیم .

• دارای 118 دستورالعمل با کارآیی بالا که اکثرا در یک سیکل اجرا می شوند.
• سرعتی تا 16 مگاهرتز
• 2 کیلو حافظه FLASH قابل برنامه ریزی و پایداری آن تا 1000 بار نوشتن و پاک کردن
• 128 بایت حافظه SRAM
• 128 بایت حافظه EEPROM و پایداری آن تا 100000 بار خواندن و نوشتن

• ایجاد وقفه با تغییر وضعیت بر روی 11 پایه
• یک تایمر ـکانتر 8 بیتی
• یم تایمر ـ کاتنتر 8 بیتی پر سرعت
• دوخروجی PWM فرکانس بالا
• 11 آنالوگ ADC با کنترل گین X1 تا X20 و 8 کانال شیز تفاضلی
• یک مقایسه گر آنالوگ داخلی
• دارای اسیلاتور داخلی
• ولتاژ کاری 2.7 تا 5.5 ولیت برای ATTINY 26L و 4.5 تا 5.5 ولت برای
• فرکانس کاری 8 مگاهرتز برای ATTINY 26L و 16 مگاهرتز برای ATTINY26

خصوصیات AT90S1200

• دارای 89 دستورالعمل
• 8*32 رجیستر کاربردی
• سرعتی تا 12 مگا هرتز
• یک کیلو بایت حافظه FLASH و 1000 بار قابلیت نوشتن و پاک کردن
• 64 بایت حافظه EEPROM داخلی و قابلیت 100000 بار نوشتن و پاک کردن
• توان مصرفی در حالت فعال 12 میلی امپر و در حالت بلیکاری 4/ میلی آمپر
• ولتاژ کاری 2.7 تا 6 ولت برای نوع 4 و 4 تا 6 ولت برای نوع 12
• فرکانس کاری 4 مگاهرتز برای نوع 4 و تا 12 مگاهرتز برای نوع 12
• دارای 15 پایه ورودی و خروجی
• دارای 20 پایه در انواع PDIP , SOIC , SSOP
• دارای 2 فیوز بیت

خصوصیات AT90S2313

• دارای 118 دستورالعمل
• سرعتی تا 10 مگاهرتز
• 2 کیلو بایت حافظه FLASH قابل برنامه ریزی و قابلیت برنامه ریزی تا 1000 بار
• 128 بایت حافظه SRAM
• 128 بایت حافظه EEPROM و قابلیت پاک کردن و نوشتن تا 100000 بار نوشتن و پاک کردن
• یک تایمر ـ‌کانتر 8 بیتی
• یک تایمر ـ‌کانتر 16 بیتی و دارای مدهای CAMPARE , CAPTURE و PWM های 8 یا 9 یا 10 بیتی
• توان مصرفی در حالت فعال 2.8 میلی آمپر و 8/ آمپر در حالت بیکاری
• ولتاژ کاری 2.7 تا 6 ولت برای نوع 4 و 4 تا 6 ولت برای نوع 10
• فرکانس 4 مگاهرتز برای نوع 4 و 12 مگاهرتز برای نوع 10
• 15 خط ورودی و خروجی
• 20 پایه در انواع PDIP , SOIC
• دارای دو فیوز بیت

خصوصیات AT90S2323/LS2323/S2343/LS2343

خصوصیات با نوع قبلی توضیخ داده شده تقریبا یکی است البته با تفاوتهایی جزئی که عبارتند از :

• دارای یک تایمر ـ‌کانتر 8 بیتی
• توان مصرفی در حالت فعال 2.4 میلی آمپر و در حالت بیکاری 5/ میلی آمپر
• ولتاژ کاری 4 تا 6 ولت برای AT90S2323/AT90S2343
• ولتاژ کاری 2.7 تا 6 ولت برای AT90LS2323/AT90LS2343
• فرکانس کاری تا 10 مگاهرتز برای AT90S2323/AT90S2343-10
• فرکانس کاری تا 4 مگاهرتز برای AT90LS2323/AT90LS2343-4
• فرکانس کاری تا 1 مگاهرتز برای AT90LS2343-1
• 3 خط ورودی و خروجی برای AT90S2323/LS2323
• 5 خط ورودی خروجی برای AT90S2343/LS2343
• 8 پایه در انواع PDIP , SOIC
• دارای 2 فیوز بیت

خصوصیات AT90S2333/LS2333/S4433/LS4433

• دارای خصوصیات AT90S2313 به جز در مورد فرکانس کاری و ولتاژ کاری و توع بسته بندی
• توان مصرفی در حالت فعال 3.4 میلی آمپر و در حالت بیکاری 1.4 میلی آمپر
• 2.7 تا 6 ولت برای AT90LS2333/AT90LS4433
• 4 تا 6 ولت برای AT90S2333/AT90S4433
• فرکانس کاری تا 4 مگاهرتز برای انولع LS
• فرکانس کاری تا 8 مگاهرتز برای انواع S
• 20 پایه ورودی خروجی قابل برنامه ریزی
• 28 پایه در بسته بندی PDIP و 32 پایه نوع TQFP
• دارای 6 فیوز بیت قابل برنامه ریزی

خصوصیات AT90S8515

خصوصیات با میکر قبلی یکی است به جز:

• توان مصرفی در حالت فعال 3 میلی آمپرو در حالت بیکاری 1 میلی آمپر

• ولتاژ کاری 2.7 تا 6 ولت برای نوع 4 و 4 تا 6 ولت برای نوع 8
• فرکانس کاری 4 مگاهرتز برای نوع 4 و 8 مگاهرتر برای نوع 8
• 32 پایه ورودی خروجی قابل برنامه ریزی
• 40 پایه در بسته بندی PDIP و 44 پایه در نوع PLCC , TQFP
• دارای 2 فیوز بیت

خصوصیات AT90S8535/LS8535

خصوصیات مثل نوع قبل بجز:

• توان مصرفی در حالت فعال 6.4 میلی آمپر و در حالت بیکاری 1.9 میلی آمپر
• ولتاژ کاری 2.7 تا 6 ولت برای نوع LS و 4 تا 6 ولت برای نوع S‌
• فرکانس کاری تا 4 مگاهرتز برای نوع LS و 8 مگاهرتز برای نوع S‌
• دارای 40 پایه در نوع PDIP و 44 پایه در بسته بندی های PLCC, MLF,TQF

1-3 میکروکنترلر های MEGAAVR

مهمترین گروه از AVR ها این گروه می باشد به واسطه اینکه دارای دامنه عملیاتی بسیار زیاد می باشند و قابلیت های بیشتری نسبت به گروه قبلی خود دارند.

مزیتمهمی که به نظر ما در این سری از AVR ها وجود دارد یکی دامنه فرمانی بسیار بالا و دیگری برخی از اعضای این خانواده دارای RTC یا CLOCK SOFT می باشند که این کار باعث شده تا بسیاری از برنامه های نوشته شده بر روی این خانواده کوتاهتر و دقیقتر شود اعضای مهم این گروه عبارتند از: ATMEGA323, 323L, 32, 32L, 128, 128L, 163, 163L, 8,8L, 8515, 8515L, 8535, 8535L, 161L, 161, 162, 162L, 16, 16L, 103, 103L, 169, 169L, 169V, 64, 64L

نکتهای که میان MEGA های هم نام ومتفائت در پسوند شان وجود دارد توان مصرفی و کلاک سیستم آنها می باشد.

در اینجا همه آنها را توضیح نخواهیم داد چون توضیح خود شامل گزارشی کامل و مفصل است این نکته قابل توجه است که تقریبا همگی دارای خصوصیات مشابه می باشند.

توضیحات ATMEGA 8 ,8L

• دارای 130 دستورالعمل
• سرعتی تا 16 مگاهرتز

8 کبلو بایت حافظه FLASH داخلی و قابلیت 10000 بار پاک کردن و نوشتن

• 1024 بایت حافظه SRAM
• 512 بایت حافظه EEPROM داخلی قابل برنامه ریزی و قابلیت 100000 بار نوشتن و پاک کردن
• دوتایمر ـ کانتر مجزا 8 بیتی
• یک تایمر ـ‌کانتر 16 بیتی
• 8 کانال مبدل دیجیتال به آنالوگ در بسته بندی های TQFP , MLF
• 6 کانال مبدل دیجیتال به آنالوگ در بسته بندی PDIP
• قابلیت SPI
• قابلیت ارتباط د وسیمه‌
• ولتاپ عملیاتی 2.7 تا 5.5 برای MEGA8L و 4.5 تا5.5 برای MEGA8
• فرکانس تا 8 مگاهرتز برای نوع L و 16 مگاهرتز برای نوع معمولی
• 23 خط ورودی و خروجی قابل برنامه ریزی
• 28 پایه در بسته بندی PDIP و 32 پایه در TQFP , MLF
• دارای دو بایت فیوز بی

توضیحات ATMEGA 16,16L

تقریبا مثل نوع قبل فقط دارای تعداد پایه های ورودی خروجی بیشتر و حافظه بیشتر

• دارای 131 دستورالعمل
• سرعتی تا حدود 16 مگاهرتز
• 16 کیلو بایت حافظه FLASH داخلی قابل برنامه ریزی و قابلیت 10000 بار نوشتنو پاک کردن
• 1024 بایت حافظه داخلی SRAM
• 512 بایت حافظه EEPROM
• قابلیت ارتباط STAG
• دو تایمرـ کانتر 8 بیتی مجزا
• یک تایمرـ کانتر 16 بیتی
• 8 کانال مبدل دیجیتال به آنالوگ 10 بیتی
• ولتاژ کاری 2.7 تا 5.5 برای نوع L و4.5 تا 5.5 برای نوع معمولی
• فرکانس کاری 8 مگاهرتز برای نوع L و 16 مگات هرتز برای نوع معمولی
• 32 پایه قابل برنامه ریزی
• 40 پایه در بسته بندی PDIP و 44 پایه در بسته بندی TQFP , MLF
• دارای 2 بایت فیوز بیت.

توضیحات ATMEGA 32 , 32L

مهمترین عضو این خانواده می باشد چون همه قابلیت های یک AVR را دارا می باشد و بیشترین استفاده را در ساخت پروژه ها دارا می باشد

• دارای 131 دستورالعمل
• سرعتی تا 16 مگاهرتز
• 32 کیلو بایت حافظه FLASH داخلی و قابلیت 10000 بار پاک کردن و نوشتن
• 2 کیلو بایت حافظه SRAM
• 1024 بایت حافظه EEPROM با قابلیت 100000 بار خواندن و نوشتن
• قابلیت JTAG
• دو تایمر ـ کانتر 8 بیتی
• یک تنایمر ـ کانتر 16 بینتی
• 4 کانال PWM
• 8 کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال 10 بیتی با کنترل گین 1 , 10 , 200X‌
• دارای RTC
• ولتاژ عملیاتی 2.7 تا 5.5 برای نوع L و 4.5 تا 5.5 ولت برای نوع معمولی
• فرکانس کاری تا 8 مگا هرتز برای نوع L و تا 16 مگاهرتز برای نوع معمولی
• 32 پایه ورودی خروجی
• 40 پایه در بسته بندی PDIP و 44 پایه در بسته بندی TQFP , MLF‌
• دارای دو بایت فیوز بیت

توضیحات ATMEGA 64 , 64L

این میکرو نیز یکی از مهمترین اعضای این خاواده می باشد به واسطه دارای بودن همه امکانات و حافظه و تعداد پایه های بیشتر

• دارای 130 دستورالعمل
• سرعتی تا حدود 16 مگاهرتز
• 64 کیلوبایت حافظه بمشسا داخلی قابل برنامه ریزی تا 10000 بار
• 4 کیلو بایت حافظه داخلی SRAM
• 2 کیلو بایت حافظه EEPROM و قابلیت پاک کردن و نوشتن تا 100000 بار
• دو تایمر ـ کانتر 8 بیتی مجزا
• دو تایمر ـ‌کانتر 16 بیتی
• 2 کانال PWM 8 بیتی.

طراحی و ساخت یک کنترل دمای دیجیتالی تابلوهای برقمیکرو کنترلرهای AT90Sمیکروکنترلر های MEGAAVRخصوصیات داخلی MEGA 3