انتخاب صفحه

چکیده

امروزه با پیشرفت روزافزون علم الکترونیک و دیجتال، استفاده از میکروکنترلرها در ساخت تجهیزات الکترونیکی نظیر تجهیزات پزشکی، صنعتی، نظامی و… با رشد بالایی همراه بوده‌است. در بین میکروکنترلرهای مختلف ساخته‌شده توسط شرکت‌های مختلف، از جمله دو شرکت مشهور Atmel و Microchip، میکروکنترلرهای AVR به دلیل قابلیت و کارایی بالا به‌عنوان مهمترین و پرمصرف‌ترین میکروکنترلرها در صنعت شناخته‌شده‌اند.
در این تحقیق برآنیم تا با بهره‌گیری از میکروکنترلر AVR و سنسور شتاب سنج ADXL و قطعات جانبی دیگر مداری را طراحی کنیم که مقدار زوایای سنسور با سه محور X Y Z را بخواند و آن را روی LCD نمایش دهد و همچنین توسط پورت سریال مقادیر زوایا را به کامپیوتر انتقال دهد . نتیجه‌ی تحقیق منجر به طراحی یک مدار زاویه سنج دیجیتالی با قابلیت تغییر مبدا هر محور به زاویه مورد نظر کاربر شد که این قابلیت استفاده آسانتر دستگاه را در پی خواهد داشت داد.

 

فهرست مطالب

فصل1 ساختار میکرو های AVR

معنی کلمه AVR دقیقاً برای کسی مشخص نیست بجز دو مهندس شرکت ATMEL با نام های Alf Egil Bogen و Vegard Wollan که برای اولین بار میکروکنترلر AVR را طراحی نموده‌اند. خانواده میکروکنترلرهای AVR دارای محدوده نسبتاً وسیعی هستند و همچنان این خانواده بزرگ در حال توسعه است. در این فصل قصد داریم به بررسی کامل معماری میکروکنترلرهای AVR بپردازیم.
1-2. معماری میکروکنترلرهای AVR
به طور کلی دو معماری برای ساخت میکروکنترلرها وجود دارد معماری RISC و معماری CISC . میکروکنترلر AVR یک میکروکنترلر هشت بیتی است که بر اساس معماری RISC ساخته شده است. در زیر به بررسی ویژگی‌های هر یک از معماری‌های ذکرشده می‌پردازیم.
1-2-1. معماری CISC (Complex Instruction Set Computer)
در این معماری تعداد دستورات بیشتر و پیچیده‌تر است اما برنامه‌نویسی آن به خصوص اسمبلی ساده‌تر شده‌است و از طرفی سرعت اجرای دستورات پایین است.
1-2-2. معماری RISC (Reduced Instruction Set Computer)
در این معماری تعداد دستورات کاهش پیدا کرد، سرعت اجرای دستورات نسبت به معماری CISC افزایش یافت و برنامه نویسی به زبان اسمبلی را قدری پیچیده کرد اما با وجود ساختار بهینه شده‌ی میکروکنترلرهای AVR با حافظه‌‌‌های ظرفیت بالا، امکان برنامه نویسی به زبان‌های سطح بالاتر مانند C و بیسیک فراهم گردید. توان مصرفی معماری RISC نسبت به معماری CISC کمتر است. از دیگر ویژگی‌های میکروکنترلر با معماری RISC این است که دستورالعمل‌های آن، دارای سایز ثابت 16 یا 32 بیت می‌باشد در صورتیکه CPU با معماری CISC، دارای دستورالعمل‌های با سایز متغیر است. همچنین در معماری RISC اکثر دستورات میکروکنترلر با یک پالس ساعت (وتعداد کمی با دوپالس ساعت)اجرا می‌شوند.
1-3. تفاوت میکروپرسسورها با میکروکنترلرها
میکروپرسسورها فقط یک پردازنده‌ی کوچک هستند و اگر المان‌های جانبی دیگری نظیر تایمریا کانتر، وقفه، ADC و … در کنار میکروپرسسور قرار داده شود یک میکروکنترلر ساخته می‌شود. به‌عبارت دیگر یک میکروکنترلر دارای یک میکروپرسسور است.
1-4. معرفی بخش‌های جانبی میکروکنترلرهای AVR
1. پورت‌های ورودی و خروجی: منظور از پورت یا درگاه این است که یک سری پایه برای ارتباط با دنیای بیرون تراشه فراهم شده‌است که می‌توانند هم ورودی و هم خروجی باشند.
2. تایمر یا کانتر: برای زمان‌سنجی دقیق از تایمر و برای شمارش پالس‌های بیرونی از کانتر استفاده می کنیم. به طور مثال برای ساختن یک ساعت دیجیتال به تایمر و برای شمارش شیشه‌های نوشابه عبوری از جلوی سنسور به کانتر نیاز داریم.
3. ارتباط سریال USART: این ارتباط‌دهی برای تبادل اطلاعات بین دو سیستم بوده و ممکن است این ارتباط بین دو میکروکنترلر یا یک میکروکنترلر با PC یا یک میکروکنترلر با هر تراشه‌ دیگری که دارای این پروتکل باشد، برقرار شود.
4. مبدل آنالوگ به دیجیتال(ADC): این مبدل، ولتاژ آنالوگ خوانده شده از یک المان یا سنسور را می گیرد و مقدار دیجیتالی برای آن ولتاژ فراهم می ‌کند.
5. مقایسه‌کننده آنالوگ: ورودی مقایسه‌کننده آنالوگ پایه‌های AIN0 و AIN1 میکروکنترلر می‌باشند. هنگامیکه ولتاژ روی پایه‌ی AIN0 بیشتر از ولتاژ روی پایه‌ی AIN1 باشد، در این صورت خروجی مقایسه گر یعنی بیت ACO در رجیستر ACSR یک می‌شود.
6. رابط وسایل جانبی SPI: در میکروکنترلرهای AVR از واسطه SPI برای ارتباط با دیگر وسایل جانبی که از این واسط پشتیبانی می‌کنند، استفاده می‌شود. این واسط دارای سرعت انتقال بالاست و برای فواصل کوتاه بکار می‌رود.

1.

1-1. مقدمه………………………………………………………………….. 2
1-2. معماری میکروکنترلرهای AVR ا………………………………………2
1-2-1. معماری CISC (Complex Instruction Set Computer) ا………2
1-2-2. معماری RISC (Reduced Instruction Set Computer)ا……… 2
1-3. تفاوت میکروپرسسورها با میکروکنترلرها………………………….. 3
1-4. معرفی بخش‌های جانبی میکروکنترلرهای AVR ا………………….3
1-5. فرکانس داخلی میکروکنترلرAVR ا……………………………………4
1-6. خانواده میکروکنترلرهای AVRا………………………………………. 4
1-6-1. خانواده Tiny AVR ا………………………………………………….5
1-6-2. خانواده AT90Sا……………………………………………………. 5
1-6-3. خانواده MEGA AVR ا……………………………………………….5
1-7. خصوصیات میکروکنترلر ATmega 32ا………………………………. 5
1-8. فیوزبیت‌ های میکروکنترلر ATmega 32ا…………………………… 7
1-9. پورت‌های ورودی و خروجی میکروکنترلر Atmega32 ا…………….12
1-10. کارکردهای دیگر پورت‌های میکروکنترلر Atmega32 ا……………13
1-10-1. پورت A ا……………………………………………………………13
1-10-2. پورت B ا……………………………………………………………14
1-10-3. پورت Cل…………………………………………………………. 15
1-10-4. پورت D ا…………………………………………………………..16
1-11. ساختار CPU میکروکنترلرهای AVR ا……………………………..17
1-12. انواع حافظه در میکروکنترلرهای AVR ا…………………………..20
1-12-1. حافظه Flash ا……………………………………………………20
1-12-2. حافظه EEPROMا………………………………………………. 20
1-12-3. حافظه SRAM ا……………………………………………………20
1-13. تغذیه میکروکنترلر AVRا…………………………………………… 21
1-14. منابع پالس ساعت میکروکنترلرهای AVR ا………………………22
1-14-1. نوسان‌ساز با کریستال خارجی……………………………….. 22
1-14-2. نوسان‌ساز با کریستال فرکانس پایین …………………………24
1-14-3. نوسان‌ساز با RC خارجی………………………………………. 24
1-14-4. نوسان‌ساز با اسیلاتور RC کالیبره شده‌ داخلی…………….. 26
1-14-5. نوسان‌ساز با کلاک خارجی……………………………………. 27
1-15. مدهای مختلف Sleep در میکروکنترلر mega32 ا………………..28
1-16-1. مد Idle ا…………………………………………………………..29
1-15-2. مد ADC Noise Reduction ا…………………………………….29
1-15-3. مد Power-down ا……………………………………………….29
1-15-4. مد Power-save ا………………………………………………..30
1-15-5. مد Standا…………………………………………………………30
1-16. منابع مختلف Reset در میکروکنترلر mega32ا…………………. 30
1-16-2. External Resetا………………………………………………… 31
1-16-3. Watchdog Reset ا………………………………………………32
1-16-4. Brown-out Reset ا………………………………………………32
1-16-5. JTAG AVR Reset ا……………………………………………….32

تغذیه میکروکنترلر با ورودی

تغذیه میکروکنترلر با ورودی

فصل2  پروتکل سریال و مبدل آنالوگ به دیجیتال

اجزای دیگر میکروکنترلر AVR که در این پروژه مورد استفاده قرار گرفته‌اند عبارتند از: پروتکل سریال و مبدل آنالوگ به دیجیتال. لذا ضروری است که در مورد این بخش‌ها هم توضیحاتی را ارائه دهیم. در این فصل ابتدا به بررسی پروتکل سریال و رجیسترهای مربوط به آن می‌پردازیم، سپس به ارائه توضیحاتی در مورد مبدل آنالوگ به دیجیتال خواهیم پرداخت.

2-2 ارتباط سریال :

RS232 در اواخر دهه 60 میلادی به صورت استاندارد تعریف شد و همچنین یکی از استانداردهای پر کاربرد در کامپیوترها و محیطهای صنعتی است . این استاندارد هم ارتباط سنکرون و هم آسنکرون را پشتیبانی و به صورت Full Duplex عمل میکند . کامپیوتر های شخصی تنها ارتباط آسنکرون را پشتیبانی میکنند .

پورت سریال یک کانکتور 9 پین است و از آنجایی که این استاندارد در ابتدا برای ارتباط با مودم طراحی شده بود دارای پین های Hand Shaking و وضعیت میباشد . اما نوع خاصی از ارتباط با RS232 است که نام آن Null Modem میباشد و برای ارتباط باغیر مودم استفاده میشود . در این ارتباط تنها پینهای Rx و Tx و زمین مورد استفاده میباشد .در شکل بالا کانکتور پورت سریال را که D9 نام دارد میبینید .

در زیر عملکرد هر پین بیان شده است . ( از چپ به راست )

پین 1 = آیا مودم به خط تلفن متصل است ؟ Carrier Detect
پین 2 = کامپیوتر اطلاعات را دریافت میکند . Receive Data
پین 3 = کامپیوتر اطلاعات را ارسال میکند . Transmit Data
پین 4 = کامپیوتر آمادگی خود را برای انتقال اطلاعات نشان میدهد . Data Terminal Ready
پین 5 = زمین سیگنال . Signal Ground
پین 6 = مودم آمادگی خود را برای انتقال اطلاعات نشان میدهد . Data Set Ready
پین 7 = کامپیوتر از مودم در رابطه با ارسال اطلاعات سوال میکند . Request To Send
پین 8 = مودم به کامپیوتر اعلام میدارد که میتواند اطلاعاتی را ارسال دارد . Clear To Send
پین 9 = زنگ تلفن تشخیص داده خواهد شد. Ring Indicator

در استاندارد RS232 سطح ولتاژ 3+ تا 12+ نشان دهنده 0 منطقی و سطح ولتاژ 3- تا 12- نمایش دهنده 1 منطقی است .
اگرجه تجهیزات استاندارد TTL با سطوح منطقی 0 تا 5 ولت کار میکنند اما قالب اطلاعات ارسالی تفاوتی ندارد و با یک مقدار تغییرات سطح ولتاژ ، PC میتواند با این تجهیزات ارتباط برقرار کند . یکی از مبدلهای متداول تبدیل سطح TTL به RS232 تراشه MAX232 است . این آی سی یک تراشه 16 پایه است که شامل دوفرستنده و مبدل جداست . در زیر مدار نمونه برای کار با این آی سی را مشاهده میکنید .در این پروژه هم از مدار بالا برای ارتباط با کامپیوتر استفاده کرد و هم از مبدل USB به سریال ( آی سی FT 232 ) . مزایای استفده از FT 232 عبارتند از : عدم نیاز به آی سی واسط برای تبدیل سطوح ولتاژ ( خروجی این آی سی TTL است ) و عدم نیاز به منبع تغذیه 5 ولت برای مدار ( چرا که به راحتی با این آی سی میتوان از تغذیه 5 ولت پورت USB لب تاپ یا کامپیوتر شخصی استفاده کرد )

2-3 قالب اطلاعات :

در یک فریم اطلاعاتی که توسط یک بیت شروع و پایان محصور شده است معولا 5 تا 8 بیت دیتا قرار میگیرد و یک بیت توازن نیز به صورت اختیاری تعریف میشود .بیت توازن میتواند فرد یا زوج باشد و از طریق بیتهای UPM0 و UPM1 در رجیستر UCSRC تنظیم میشود . بیت شروع صفر منطقی و بیت پایان که ممکن است 1 یا 2 بیت باشد ، 1 منطقی است . مثلا در نمودار زمانی زیر یک فریم شامل 10 بیت است که 7 بیت آن دیتا و یک بیت آغازی و یک بیت پایانی و یک بیت توازن قبل از بیت پایان میباشد

ی سی مگا 32 دارای یک ماژول Usart بوده که استاندارد RS232 را هم در مد سنکرون و هم آسنکرون پشتیبانی میکند . دسترسی به پورت سریال AVR از طریق 3 پین RXD و TXD و XCK که به ترتیب پین ارسال و دریافت و کلاک میباشند ، امکان پذیر است ( البته پین XCK 2

بافر ارسال، مقصد داده های نوشته شده در رجیستر UDR بوده و خواندن این رجیستر محتویات بافر دریافت را به دست می دهد. تنها زمانی می توان روی رجیستر UDR مقداری را نوشت که بیت UDRE از رجیستر UCSRA یک شده باشد و در غیر اینصورت دیتای ارسالی توسط USART نادیده گرفته می شود . با ارسال اطلاعات به بافر ارسال USART در صورتی که بیت TXEN از رجیستر UCSRB یک باشد اطلاعات در شیفت رجیستر بارگذاری شده و بیت به بیت از پین TXD ارسال می شود.

1
2-1.مقدمه…………………………………………………………………….32
2-2.ارتباط سریال……………………………………………………………. 34
2-3.قالب اطلاعات…………………………………………………………… 34
2-4.رجیسترهای USART ا…………………………………………………..35
2-4-1.رجیستر UDR ا…………………………………………………………35
2-4-2 رجیستر UCSRAا…………………………………………………….. 36
2-4-3 رجیستر UCSRB ا……………………………………………………..38
2-4-4 رجیستر UCSRCا…………………………………………………….. 39
2-4-5 رجیستر UBRR ا……………………………………………………….42
2-5.توابع USART در Codevision ا…………………………………………..43
2-5-1. تابع getchar ا………………………………………………………….43
2-5-2. تابع putchar ا………………………………………………………….43
2-5-3.تابع putsf و putsا…………………………………………………….. 43
2-5-4. تابع gets ا………………………………………………………………44
2-5-5. تابع printf ا……………………………………………………………..44
2-5-6.تابع scanf ا………………………………………………………………45
2-6.مبدل آنالوگ به دیجیتال…………………………………………………. 45
2-7.تغذیه ADC ا………………………………………………………………..46
2-8.ولتاژ مرجع ADC ا………………………………………………………….47
2-9.رجیسترهای مبدل آنالوگ به دیجیتال…………………………………. 48
2-9-1.رجیستر (ADC Multiplexer Selection Register ) ADMUXا…….. 48
2-9-2.رجیسترهای داده (ADCH,ADCL) ا…………………………………..49
2-9-3.رجیستر ADCSRA ا…………………………………………………….50
2-9-4.رجیستر ( Special Function I/O Register ) SFIORا……………. 52
2-10.مراحل تنظیم مبدل آنالوگ به دیجیتال………………………………. 52
2-11.نتیجه عملیات تبدیل ADC ا…………………………………………….53

فصل3 برنامه‌نویسی و برنامه‌ریزی AVR

در بین کامپایلرهای زبان C که برای میکروکنترلرهای AVR توسط شرکت‌های سازنده‌ی نرم‌افزار ارائه‌شده است، می‌توان CodeVisionAVR را یکی از بهترین و قویترین کامپایلرها دانست.در این فصل ابتدا برانیم تا با نحوه برنامه‌نویسی این نرم‌افزار آشنا شویم و سپس سخت‌افزار مورد نیاز برای پروگرام‌کردن AVR را معرفی نماییم.

با تیک زدن ADC Enable، ADC را فعال کنید. با تیک‌زدن یا نزدن ADC interrupt می‌توان وقفه کامل‌شدن تبدیل ADC را فعال یا غیرفعال کرد. با تیک زدن Use 8bits، رجیسترهای داده در حالت 8 بیتی انتخاب می‌شوند. با تیک‌زدن ADC Noise Canceler، می‌توانید واحد از بین‌برنده نویز ADC را فعال کنید. در Volt.Ref می‌توانید ولتاژ مرجع ADC را انتخاب کنید. در ADC Clock، کلاک ADC را تنظیم‌کنید. منبع تحریک ADC را هم می‌توانید از Auto Trigger Source تعیین کنید.در زبانه ADC تعیین کنید که LCD را به کدام پورت می‌زنید و تعداد خطوط LCD را تعیین کنید. CodeWizardAVR به شما می‌گوید که LCD را چگونه به پورت موردنظر متصل کنید.

3-1.مقدمه……………………………………………………………………… 55
3-2.ایجاد پروژه جدید و استفاده از CodeWizardAVRا……………………. 55
3-3.برنامه‌ریزی میکروکنترلرهای AVR ا……………………………………….60
3-3-1.پروگرامرSTK200+/300(ISP) ا…………………………………………61
3-3-2.تنظیمات پروگرامرSTK200+/300 در CodeVisionAVR ا…………….61
3-3-3. برنامه‌ریزی میکروکنترلرAVR ا………………………………………….62

محیط برنامه نویسی نرمافزار CodeVisionAVR

محیط برنامه نویسی نرمافزار CodeVisionAVR

فصل4 طراحی مدار زاویه سنج دیجیتالی بااستفاده از میکروکنترلر AVR

مقدمه
در این فصل برآنیم تا با استفاده از میکروکنترلر AVR، مداری را جهت خواندن زوایای سنسور ADXL با سه محور X Y Z طراحی کنیم. مقدمات لازم برای طراحی این مدار در فصول قبلی بررسی شده است. مدار تامین‌کننده‌ی ولتاژهای تغذیه‌ی میکروکنترلر، مدار ریست‌کننده‌ی میکروکنترلر، نحوه‌ی اتصال LCD به میکروکنترلر ، نحوه راه اندازی واحد سریال در میکروکنترلر و نحوه‌ی استفاده از ADC میکروکنترلر که در فصول گذشته توضیح داده‌شدند، اساس طراحی این پروژه را تشکیل می‌دهد. در ادامه به بررسی قسمت‌ های مختلف مدار طراحی شده می‌پردازیم.
4-2.مدار تامین کننده ولتاژتغذیه میکروکنترلر
مدار تامین کننده‌ی ولتاژ تغذیه‌ی میکروکنترلر میتواند مشابه مدار شکل 1-5 باشد ولی در این پروژه از آنجایی که از مبدل FT232 استفاده شده است لذا تغذیه مدار را از پورت USB لب تاپ یا کامپیوتری که مدار به آن وصل است میگیریم .
4-3.مدار Reset
در این پروژه نیازی به Reset کردن دستی، احساس نمی‌شود. لذا پایه‌ی Reset میکروکنترلر را با یک مقاومت 100k به VCC متصل کرده‌ایم.
4-4. نحوه اتصال LCD به میکروکنترلر
از آنجا که از LCD متنی 16ستونی و 2سطری استفاده کرده‌ایم(یعنی LCD با تعداد خطوط 16) و همچنین می‌خواهیم آن را به پورتC متصل کنیم لذا باید مطابق شکل 3-6 ، پایه‌های LCD را به پایه‌های پورت C متصل کنیم. جدول پایه‌های LCD متنی 2×16 در زیر آورده شده است.

4-1.مقدمه ………………………………………………………………………64
4-2.مدار تامین کننده ولتاژتغذیه میکروکنترلر……………………………….. 64
4-3.مدار Reset ا…………………………………………………………………64
4-4. نحوه اتصال LCD به میکروکنترلر………………………………………… 64
4-5. نحوه تامین ولتاژ تغذیه ADC ا…………………………………………….65
4-6.طرز عملکرد مدار………………………………………………………….. 65
4-7. عملکرد پروژه……………………………………………………………… 68
4-8. سخت افزار پروژه…………………………………………………………. 69
4-8-1. مبدل سریال به USB ( FT232 ) ا……………………………………..71
4-9. برنامه میکروکنترلر………………………………………………………… 74
4-10. توضیحات بخشهای برنامه……………………………………………… 85
4-11. نرم افزار کامپیوتر مخصوص دستگاه ……………………………………93

 

زاویه سنج دیجیتالی

زاویه سنج دیجیتالی

فصل5 نمایی از پروژه و سنسور

امروزه با پیشرفت روزافزون علم الکترونیک و دیجتال، استفاده از میکروکنترلرها در ساخت تجهیزات الکترونیکی نظیر تجهیزات پزشکی، صنعتی، نظامی و… با رشد بالایی همراه بوده‌است. در این پروژه سعی کرده‌ایم با بهره‌گیری از میکروکنترلر معروف و پرمصرفAVR و سنسور شتاب سنج ADXL ، مداری طراحی کنیم که قابلیت اندازه گیری زاویه با سه محور X Y Z را داشته باشد و بتواند مقادیر آن را روی LCD نشان دهد و همچنین با پروتکل سریال آن را به نرم افزاری که در کامپیوتر مخصوص این مدار می باشد ارسال کند و در کامپیوتر نیز نمایش داده شود .
5-2. نتیجه‌گیری
میکروکنترلر AVR دارای بخش‌های جانبی متعددی است که هرکدام از آن بخش‌ها دارای کاربردهای خاصی است. در فصل اول این پایان‌نامه بخش‌های عمومی میکروکنترلرهای AVR نظیر فیوزبیت‌ها، رجیسترها، منابع کلاک، منابع Reset، منابع Sleep، پورت‌ها، منبع تغذیه و دیگر اجزای AVR را که تقریباً در هر پروژه‌ای طراح با آن سروکار دارد، بررسی شده‌است. در فصل دوم توجه خود را بر روی تنظیم‌کردن واحدهایی از میکروکنترلر متمرکز کردیم که در این پروژه با آن سروکار داریم یعنی واحدهای ADC و پروتکل سریال . پس از آشنا شدن با برنامه‌نویسی AVR ها، لازم است تا با محیط برنامه‌نویسی میکروکنترلرها و سپس نحوه‌ی بارگذاری برنامه روی میکروکنترلر آشنا شویم که ما این امر را در فصل سوم انجام دادیم. نهایتاً مدار خود را با توجه به اهداف طرح و آنچه آموخته بودیم طراحی کردیم. نتیجه پروژه طراحی و ساخت دستگاهی شد که قابلیت اندازه گیری زاویه با سه محور X Y Z را دارد و میتواند مقادیر آن را روی LCD نشان دهد و همچنین با پروتکل سریال آن را به نرم افزاری که در کامپیوتر مخصوص این مدار است ارسال کند و در کامپیوتر نیز نمایش دهد

5-1.مقدمه………………………………………………………………………… 100
5-2. نتیجه‌گیری………………………………………………………………….. 100
5-3.پیشنهادات…………………………………………………………………… 101
مراجع………………………………………………………………………………..106

جدول پایه های LCD

جدول پایه های LCD

فهرست اشکال

فصل1  1

شکل1-1. فرم های گوناگون بسته‌بندی ATmega 32….ا……. 7

شکل1-2. بلوک دیاگرام ساختار CPU میکروکنترلر AVR…ا….. 18

شکل1-3. بیت‌های رجیستر حالت…………………………….. 19

شکل1-4. تغذیه میکروکنترلر با ورودی DC……………ا……… 21

شکل1-5. تغذیه میکروکنترلر با ورودی AC………………….ا.. 22

شکل1-6. نحوه اتصال کریستال خارجی……………………… 23

شکل1-7. نحوه اتصال نوسان‌ساز RC خارجی………………. 25

شکل1-8. نحوه اعمال کلاک خارجی به میکروکنترلر……….. 27

شکل1-9. بیت‌های رجیستر MCUCR………………………..ا. 28

شکل1-10. بیت‌های رجیستر MCUCSR……………………ا.. 31

شکل1-11. نحوه استفاده از پایه Reset……………………ا.. 32

فصل2  32

شکل2-1.کانکتور نری پورت سریال……………………………. 32

شکل2-2. سطح ولتاژ کاری در پروتکل سریال……………….. 33

شکل2-3. مدار لازم برای ارتباط میکرو با کامپیوتر…………… 34

شکل2-4. فریم ارتباطی در پروتکل سریال…………………… 35

شکل2-5. بیت های مربوط به رجیستر UDR………………ا.. 35

شکل2-6. بیت های مربوط به رجیستر UCSR……………ا… 36

شکل2-7. بیت های مربوط به رجیستر UCSRB……………ا. 38

شکل2-8. بیت های مربوط به رجیستر UCSRC………….ا… 39

شکل2-9. عملکرد بیت UCPOL   در رجیسترUCSRC …….ا. 40

شکل2-10. بیت های مربوط به رجیستر UBRR…………..ا. 42

شکل2-11. نحوه اتصال LC به پایه AVCC………………..ا…. 46

شکل2-12. نحوه استفاده از ولتاژ مرجع داخلی……………. 47

شکل2-13. نحوه استفاده از ولتاژ مرجع Aref…………….ا.. 47

شکل2-14. بیتهای رجیستر ADMUX……………………..ا… 48

شکل2-15. تنظیم رجیستر داده از راست، ADLAR=0……ا. 49

شکل2-16. تنظیم رجیستر داده از چپ، ADLAR=1…ا……. 49

شکل2-17. بیت‌های رجیستر ADCSRA……………………ا. 50

شکل2-18. نحوه انتخاب فرکانس ADC……………..ا……… 51

شکل2-19. بیت‌های رجیستر SFIOR………………….ا…… 52

فصل3   54

شکل3-1. ایجاد فایل جدید………………………………….. 55

شکل3-2.پنجره Confirm……………ا……………………… 55

شکل3-3.CodeWizardAVR……………ا………………….. 56

شکل3-4.تنظیم پورت‌ها به عنوان ورودی یا خروجی……. 57

شکل3-5. تنظیمات ADC………………………….ا……….. 57

شکل3-6. تنظیم LCD……………………………..ا ……….58

شکل3-7. تنظیمات ارتباط سریال…………………………. 59

شکل3-8. ذخیره تنظیمات CodeWizardAVR…………ا… 59

شکل3-9. محیط برنامه‌نویسی نرم‌افزار CodeVisionAVR….ا.. 60

شکل3-10. پروگرامر STK200+/300………………….ا.. 61

شکل3-11.پنجره Chip programmer……………..ا…… 62

فصل4   63

شکل4-1. پیکربندی پایه های سنسور ADXL 330…ا… 67

شکل4-2. نحوه اتصصال قطعات  ………………………… 67

شکل4-3. نمایی از مدار و معرفی قطعات آن…………… 70

شکل4-4. نمایی از مدار و معرفی قطعات آن…………… 71

شکل4-5. نمایی از آی سی FT232 و پیکربندی پایه های آن.. 72

شکل4-6. سخت افزار لازم برای آی سی FT232……ا… 73

شکل4-7. نحوه نصب نرم افزار کامپیوتر ADXL……ا……… 94

شکل4-8. نحوه نصب نرم افزار کامپیوتر ADXL……..ا…….. 95

شکل4-9. تعیین شماره پورت COM  ناشی از اتصال FT232  به کامپیوتر…………………… 96

شکل4-10. صفحه اصلی نرم افزار و نمایش زوایا بر روی آن………………………………….. 97

شکل4-11. صفحه اصلی نرم افزار هنگامی که ولتاژ سنسور در حد 26/3  تا 31/3  نباشد. 98

شکل4-12. صفحه  “درباره ما”  در برنامه………………….98

فصل6  102

شکل6-1. نمایی از پروژه و سنسور ADXL……..ا………. 102

فهرست جداول

فصل1  1

جدول1-1. بایت بالایی فیوزبیت‌های ATmega 32…ا……… 8

جدول1-2. بایت پایینی فیوزبیت‌های ATmega 32……ا…… 8

جدول1-3. نحوه تعیین ظرفیت حافظه Boot ……….ا……..10

جدول1-4. تنظیم فیوزبیت‌های Start-up……………..ا….. 11

جدول1-5. تنظیم نوسان‌ساز کالیبره‌ شده داخلی………. 12

جدول1-6. تعیین منبع کلاک سیستم…………………….. 12

جدول1-7. کارکردهای دیگر پورت A……………..ا………… 14

جدول1-8. انتخاب خازن‌های نوسان‌ساز با کریستال خارجی……………………………. 23

جدول1-9. انتخاب زمان شروع(start-up) در حالت نوسان‌ساز خارجی فرکانس پایین.. 24

جدول1-10. انتخاب محدوده نوسان‌ساز RC خارجی……………………………………… 25

جدول1-11.     انتخاب زمان (start-up) در حالت نوسان‌ساز RC خارجی……………… 26

جدول1-12. انتخاب زمان شروع (start-up) در حالت نوسان‌ساز کالیبره شده داخلی.. 26

جدول1-13. انتخاب انواع مدهای Sleep………………………….ا……………………….. 28

فصل2  32

جدول 2-1. تعیین تعداد بیتهای دیتا در یک فریم………………….. 40

جدول 2-2. تعیین توازن در پروتکل سریال…………………………. 41

جدول 2-3. تعیین نرخ ارسال در پروتکل سریال…………………… 42

جدول 2-4. تعیین فرمت دیتای ارسال شده با تابع printf…….ا..  44

جدول 2-5. نحوه انتخاب یکی از کانالهای ADC………ا…………… 48

جدول 2-6. تعیین ولتاژ مرجع ADC……………….ا…………………. 49

جدول 2-7. .انتخاب فرکانس ADC با تقسیم‌کردن فرکانس سیستم. 50

جدول 2-8. انتخاب منبع تحریک ADC………………….ا………….. 52

فصل4   63

جدول 4-1. جدول پایه‌های LCD متنی 2×16………………………. 65

 

Abstract

Nowadays with increasing progress in electronic and digital science,using microcontrollers in construction of electronic equipments such as medical,indusrial and military equipments is associated with high growth. Among different microcontrollers made by different companies,including two well-known companies of Atmel and Microchip, AVR microcontrollers due to high performance and capabilities are known in industry as most important and most consumption microcontrollers.

In this research we want to design a circuit that it can reads the value of X Y Z angles and shows them on LCD and computer with USART protocol by using AVR microcontroller (AT Mega 32 ) and accelerometer sensor ( ADXL ) and other lateral parts. Research results led to designing an angle meter with capability that user can change angle offset to any favorite angle. This capability, increased simple using circuit for user.



  مقطع کارشناسی

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان