نوع فایل: word
قابل ویرایش 90 صفحه
مقدمه:
گر چه کامپیوترها تنها چند دهه ای است که با ما همراهند، با این حال تأثیر عمیق آنها بر زندگی ما با تأثیر تلفن ، اتومبیل و تلویزیون رقابت می کند. همگی ما حضور آنها را احساس می کنیم، چه برنامه نویسان کامپیوتر و چه دریافت کنندگان صورت حساب های ماهیانه که توسط سیستم های کامپیوتری بزرگ چاپ شده و توسط پست تحویل داده می شود. تصور ما از کامپیوتر معمولا داده پردازی است که محاسبات عددی را بطور خستگی ناپذیری انجام می دهد.
ما با انواع گوناگونی از کامپیوترها برخورد می کنیم که وظایفشان را زیرکانه و بطرزی آرام، کارا و حتی فروتنانه انجام می دهند و حتی حضور آنها اغلب احساس نمی شود. ما کامپیوترها را به عنوان جزء مرکزی بسیاری از فرآورده های صنعتی و مصرفی از جمله،در سوپرمارکت ها داخل صندوق های پول و ترازوها؛ در خانه، در اجاق ها، ماشین های لباسشویی، ساعت های دارای سیستم خبردهنده و ترموستات ها؛ در وسایل سرگرمی همچون اسباب بازی ها، VCR ها، تجهیزات استریو و وسایل صوتی؛ در محل کار در ماشین های تایپ و فتوکپی؛ و در تجهیزات صنعتی مثل مته های فشاری و دستگاههای حروفچینی نوری می یابیم. در این مجموعه ها کامپیوترها وظیفه «کنترل» را در ارتباط با “دنیای واقعی” ، برای روشن و خاموش کردن وسایل و نظارت بر وضعیت آنها انجام می هند. میکروکنترلرها (برخلاف میکروکامپیوترها و ریزپردازنده ها ) اغلب در چنین کاربردهایی یافت می شوند.
با وجود این که بیش از بیست سال از تولد ریزپردازنده نمی گذرد، تصور وسایل الکترونیکی و اسباب بازیهای امروزی بدون آن کار مشکلی است. در 1971 شرکت اینتل 8080 را به عنوان اولین ریزپردازنده موفق عرضه کرد. مدت کوتاهی پس از آن، موتورولا، RCA و سپس MOS Technology و zilog انواع مشابهی را به ترتیب به نامهای 6800 ، 1801 ، 6502 و Z80 عرضه کردند. گر چه این مدارهای مجتمع IC) ها ) به خودی خود فایده چندانی نداشتند اما به عنوان بخشی از یک کامپیوتر تک بورد (SBC) ، به جزء مرکزی فرآورده های مفیدی برای آموزش طراحی با ریزپردازنده ها تبدیل شدند.
از این SBC ها که بسرعت به آزمایشگاههای طراحی در کالج ها،دانشگاهها و شرکت های الکترونیک راه پیدا کردند می توان برای نمونه از D2 موتورولا، KIM-1 ساخت MOS Technology و SDK-85 متعلق به شرکت اینتل نام برد.
میکروکنترلر قطعه ای شبیه به ریزپردازنده است. در 1976 اینتل 8748 را به عنوان اولین قطعه خانواده میکروکنترلرهای MCS-48TM معرفی کرد. 8748 با 17000 ترانزیستور در یک مدار مجتمع ،شامل یک CPU ،1 کیلوبایت EPROM ، 27 پایه I/O و یک تایمر 8 بیتی بود. این IC و دیگر اعضای MCS-48TM که پس از آن آمدند، خیلی زود به یک استاندارد صنعتی در کاربردهای کنترل گرا تبدیل شدند. جایگزین کردن اجزاء الکترومکانیکی در فرآورده هایی مثل ماشین های لباسشویی و چراغ های راهنمایی از ابتدای کار، یک کاربرد مورد توجه برای این میکروکنترلرها بودند و همین طور باقی ماندند. دیگر فرآورده هایی که در آنها می توان میکروکنترلر را یافت عبارتند از اتومبیل ها،تجهیزات صنعتی، وسایل سرگرمی و ابزارهای جانبی کامپیوتر(افرادی که یک IBM PC دارند کافی است به داخل صفحه کلید نگاه کنند تا مثالی از یک میکروکنترلر را در یک طراحی با کمترین اجزاء ممکن ببینند).
توان، ابعاد و پیچیدگی میکروکنترلرها با اعلام ساخت 8051 ، یعنی اولین عضو خانوادة‌میکروکنترلرهای MCS-51TM 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 وجوددارند که به صورت مجازی این مشخصات را دوبرابر کرده اند. شرکت زیمنس که دومین تولید کنندة‌قطعات MCS-51TM است SAB80515 را به عنوان یک 8051 توسعه یافته در یک بستة 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.
این کتاب درباره خانواده میکروکنترلرهای MCS-51TM نوشته شده است فصل های بعدی معماری سخت افزار و نرم افزار خانواده MCS-51TM را معرفی می کنند و از طریق مثالهای طراحی متعدد نشان می دهند که چگونه اعضای این خانواده می توانند در طراحی های الکترونیکی با کمترین اجزاء اضافی ممکن شرکت داشته باشند.
در بخش های بعدی از طریق یک آشنایی مختصر با معماری کامپیوتر، یک واژگان کاری از اختصارات و کلمات فنی که در این زمینه متداولند (و اغلب با هم اشتباه می شوند) را ایجاد خواهیم کرد. از آنجا که بسیاری اصطلاحات در نتیجة تعصب شرکت های بزرگ و سلیقه مؤلفان مختلف دچار ابهام شده اند،روش کار ما در این زمینه بیشتر عملی خواهد بود تا آکادمیک. هر اصطلاح در متداولترین حالت با یک توضیح ساده معرفی شده است.
فهرست مطالب:
مقدمه
2-1 اصطلاحات فنی
3-1 واحد پردازش مرکزی
4-1 حافظه نیمه رسانا: RAM ROM
5-1 گذرگاهها: آدرس،داده و کنترل
6-1 ابزارهای ورودی / خروجی
1-6-1 ابزارهای ذخیره سازی انبوه
2-6-1 ابزارهای رابط با انسان
3-6-1 ابزارهای کنترل / نظارت
7-1 برنامه ها: بزرگ و کوچک
8-1 میکروها ، مینی ها و کامپیوترهای مرکزی
9-1 مقایسه ریز پردازنده ها با میکروکنترلرها
1-9-1 معماری سخت افزار
2-9-1 کاربردها
3-9-1 ویژگیهای مجموعه دستور العمل ها
10-1 مفاهیم جدید
خلاصه سخت افزار
1-2 مروری بر خانواده MCS-51TM
2-2 بررسی اجمالی پایه ها
1-2-2 درگاه 0
2-2-2 درگاه 1
3-2-2 درگاه 2
4-2-2 درگاه 3
6-2-2 (Address Latch Enabel) ALE
7-2-2 (External Access)
9-2-2 ورودی های نوسان ساز روی تراشه
10-2-2 اتصالات تغذیه
3-2 ساختار درگاه I/O
موتور پله‌ای چیست و مشخصه های اساسی آن کدامند؟
-3- تاریخچه
ساختار دندانه ای برای به حداقل رساندن
زاویه پله.
3-3- فعالیتهای دانشگاهی
طرح کلی موتورهای پله‌ای مدرن
سیستم های کنترل حلقه- باز
1-1-4- ترکیب سیستم
2-1-4- پله و نمو
2-4- ویژگیهای موتورهای پله‌ای از نقطه نظر کاربرد
1-2-4- زاویه پله کوچک و چگونگی دستیابی به آن
2-2-4- گشتاور بازیابی و نگهدارنده بالا
گشتاور نگهدارنده
گشتاور گیره
3-2-4- خطای تعیین موقعیت جمع ناپذیر
موقعیت سکون یا موقعیت تعادل
موقعیت گیره
خطای موقعیت پله.
دقت موقعیتی
3-4- طبقه بندی موتورهای پله‌ای
4-4- روش های تحریک
1-4-4- تحریک تکفاز
2-4-4- عملکرد تحریک دو فاز
3-4-4- روش نیم پله
4-4-4- تحریک موتور هیبرید دو فاز
سیستم درایو و مدار کنترل حلقه- باز موتورهای پله‌ای
سیستم درایو
1-2-5- توالی ساز یوینورسال MSI
کاربرد موتورهای پله‌ای
لوازم جانبی کامپیوتر
1-1-6- چاپگرها
2-1-6- رسام‌های گراف
3-1-6- تمایلات جدید به موتورهای پله‌ای خطی/ سطحی
4-1-6- درایوهای دیسک سخت/ فلاپی
ساخت موتورهای پله‌ای
اساس طراحی و ساخت
1-1-7- فلسفه طراحی کارخانه
2-1-7- تولید انبوه و تولید گروهی
2-7- طراحی
1-2-7- تعیین مشخصات نهایی
مشخصات الکتریکی
مشخصات مکانیکی
3-2-7- اهمیت دقت تعیین موقعیت
صفحه کلید
پروژه کاربرد میکروکنترلرها در وسایل الکترونیکی و کامپیوترها. doc