پروژه بررسی طراحی و ساخت یک کنترل دمای دیجیتالی  تابلوهای برق

فهرست مطالب

با ورود میكرو كنترلر ها به بازار الكترونیك و استفاده از آنها كار را بر روی بسیاری از قسمتهای الكترونیك آسان تر نمود و به خصوص در صنعت با در دست گرفتن كنترل قسمتهای مختلف یك كارگاه یا كارخانه صنعتی منجر به تولید بیشتر با كیفیت بهتر شد و افق وسیعی از كار را بر روی سازندگان قطعات الكترونیك گشود. نکته ای كه در صنعت بسیار مهم به نظر می رسد اندازه گیری پارامتر هایی مثل دما ، فشار و میزان جابه جایی اجسام و ... می باشد كه كار 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

در این فصل هدف بر این است كه یك توضیح كلی در مورد AVR كفته شود

یكی از جدید ترین میكروكنترلر های قوی عرضه شده به بازار الكترونیك متغلق به شركت ATMEL به نام میكروكنترلرهای AVR می باشد این میكرو كنترلر هشت بیتی به علت وجود كامپایلر های قوی به زبان سطح بالا مورد استقبال فراوانی قرار گرفت یادگیری و استفاده از این میكروكنترلر بسیار ساده می باشد و دامنه استفاده آن بسیار وسیع می باشد

از جمله مزیت های آن حافظه بالاتر نسبت به میكروكنترلر های قبلی و وجود دستورات وسیع میباشد و همچنین بر خلاف زبان های سطح بالا كه كدهای بیشتری را نسبت به زبان اسمبلی تولید میكردند تولید كدهارا به مینیمم رسانده و با ایجاد تحولی عظیم در معماری میكروكنترلر ها عملیات را تنها در یك سیكل ماشین انجام می دهد و از 32 رجیستر همه منظوره استفاده می كند  كه این خود باعث شده كه 4 تا 12 بار سریعتر از میكروكنترل های قبلی باشد و دارای  حافظه  كم مصرف غیرفرار نیز می باشند كه و با به كار بردن تكنولوژی شركت ATMEL حافظه های FLASH وEEPROM  در داخل مدار قابل برنامه ریزی هستند

اكثر میكرو كنترلر ها كلاك اسیلاتور به سیستم را را با نسبت 4/1 یا 12/1 تقسیم می كنند كه خود باعث كاهش سرعت می شود امادر AVR كلاك اسیلاتور با كلاك داخلی سیستم یكی می شود و هیچ تقسیم كننده ای در داخل AVR وجود ندارد و بنابراین اختلاف فاز كلاك وجود ندارد.

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

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

همچنین برای دسترسی سریعتر به منغییرهای محلی و كاهش كد نیاز به افزایش رجیسترهای همه منظوره است AVR  ها دارای 32 رجیستر هستند كه مستقیم به LOGIC ALU منصل شده اند و تنها در یككلاك سیكل به این واحد دسترسی پیدا می كنند. سه جفت از این از این رجیستر ها می توانند به عنوان رجیستر 16 بیتی استفاده شوند.

میكرو كنترلر های AVR به سه نوع AT90S ,‌ TINY AVR و MEGAAVR تقسیم بندی شده اند .

1-1میكرو كنترل های TINY AVR

به طوركلی و نمونه می توان به چند تا از میكروكنترلر های معروف AVR اشاره كرد كه عبارتند از ATTINY 10 , 11 , 12 , 15L , 26 , 26L , 28L , 28

شکل 1

برخی از خصوصیات ATTINY 10,11,12

• كارآیی بالا و توان مصرفی كم
• دارای 90 دستورالعمل با كارآیی بالا كه اكثرا تنها در ی
• ك سیكل اجرا می شوند
• 8*32 رجیستر كاربردی
• سرعتی تا 8 مگاهرتز
• یك كیلوبایت 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 پاك كردن
• قفل برنامه FLASH و حافظه EEPROM
• یك تایمر-كانتر 8 بیتی
• یك 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 بیكاری 5/ میلی آمپر
• ولتاژ عملیاتی  1.5 تا 5.5 ولت برای ATTINY 12
• فركانس كاری تا 8 مگاهرتز

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

اما فیوز بیت های این خانواده كه 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 كه با پاك شدن میكرو تاثیری نمی بینند و در واقع تعیین كننده برخی از شرایط كاری میكرو می باشند  پیشنهاد می شود جهت آشنایی بیشتر با این فیوز بیت ها به كتاب هایی كه در زمینه میكرو كنترلر های avr توشتهشده است مراجعه شود اما برای اطلاع بیشتر برنامه ریزی این فیوز بیت ها در برتامه ای مثل BASCOM كاری بسیار راحت می باشد كه 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 كه عبارتند از:

• دو تایمرـ كانتر 8 بیتی
• 4 كانال مبدل آنالوگ به دیجیتال و یك كانال تفاضلی آنالوگ به دیجیتال با كنترل گین X 20
• مدار POWER-ON RESET
• اسیلاتور داخلی كالیبره شده 6/1 مگاهرتزی  وقابل تنظیم
• خروجی PWM ,8 بیتی با فركانس 150 كیلو هرتز
• عملكرد كاملا ثابت
• توان مصرفی در حالت فعال 3 میلی آمپر و در حالت بیكاری 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 كه با میكرو های قبلی تا حدودی فرق میكند كه در زیر به بعضی از آنها اشاره می كنیم .

• دارای 118 دستورالعمل با كارآیی بالا كه اكثرا در یك سیكل اجرا می شوند.
• سرعتی تا 16 مگاهرتز
• 2 كیلو حافظه FLASH قابل برنامه ریزی و پایداری آن تا 1000 بار نوشتن و پاك كردن
• 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
• یك تایمر ـكانتر 8 بیتی
• یم تایمر ـ كاتنتر 8 بیتی پر سرعت
• دوخروجی PWM فركانس بالا
• 11 آنالوگ ADC با كنترل گین X1 تا X20  و 8 كانال شیز تفاضلی
• یك مقایسه گر آنالوگ داخلی
• دارای اسیلاتور داخلی
• ولتاژ كاری 2.7 تا 5.5 ولیت برای ATTINY 26L  و 4.5 تا 5.5  ولت برای
• فركانس كاری 8 مگاهرتز برای ATTINY 26L و 16 مگاهرتز برای ATTINY26
• در دو نوع بسته بندی و20 پایه در حالت PDIP و 32 پایه در MLF كه 12 پایه آن بدون مصرف است.
• دارای دو بایت فیوز بیت می باشد