فایل مارکت

پایان نامه ساخت درب هوشمند با AVR

پایان نامه جهت اخذ درجه کاردانی

در رشته برق – الكترونيك

عنوان :

ساخت درب هوشمند با AVR

چكيده :

امروزه تکنولوژی الکترونیک در تمام قسمت های زندگی بشر نقش دارد بطوری که اگر آن را از زندگی حذف کنیم دچار مشکلات فراوانی می شویم . مدار زیر قسمت کنترل و فرمان یک درب هوشمند است.این مدار از دو سنسور گیرنده و فرستنده مادون قرمز ،یک آی سی ومدارات تولید پالس تشکیل شده است.نحوه کار مدار به این شکل است که یک مدار آستابل که از یک آی سی تایمر 555 ساخته شده است پالس هایی را با فرکانس قابل تنظیم به مدار فرستنده مادون قرمز می فرستد . و فرستنده نیز امواج مادون قرمز را تا فاصله ای خاص می فرستد که به محض

بر خورد با مانع امواج مادون قرمز برگشت می کند وگیرنده آن را دریافت می کند.لازم به ذکر است که فرکانس این امواج ارسالی بوسیله فرستنده باید با فرکانس گیرنده همسان باشد تا از فیلتر داخلی گیرنده عبور کند.در غیر اینصورت بوسیله ی گیرنده قابل در یافت نیست .

گیرنده که فعال به صفر است ،با صفر کردن پایه ی آی سی ،آن را متوجه یک جسم می کند و

آی سی نیز دستور یک شدن پایه ی متصل به رله را می دهد و رله نیز موتور را به کار انداخته ودرب باز می شود .بعد از مدتی حدود 10 ثانیه درب دوباره شروع به بسته شدن می کند.البته در تمامی این مدت مدا ر فرستنده و گیرنده در حال ارسال و دریافت امواج مادون قرمز هستند .و اگر در همین زمان  هم جسم دیگری دیده شود درب برای 10 ثانیه ی دیگر باز می ماند.

برای پوشش دادن کل عرض مسیر مورد نظر با امواج مادون قرمز اول لازم است که از گیرنده های ترانزیستوری استفاده شود و دوم هم اینکه باید از یک عدسی مقعر برای پراکنده کردن امواج استفاده کرد.

تاريخچه و مقدمه :

ريزپردازنده وسيله اي است كه مي توان با دادن فرمان آن را به عمليات مختلف واداشت . يعني يك كنترل كننده قابل برنامه ريزي است . همه ريزپردازنده ها سه عمل اساسي يكساني را انجام مي دهند : انتقال اطلاعات ، حساب و منطق ، تصميم گيري ، اينها سه كار يكسان هستند كه به وسيله هر ريزپردازنده ، كامپيوتر كوچك يا كامپيوتر مركزي انجام مي شود .

اولين ريزپردازنده تك تراشه اي ، ريزپردازنده Intel 4004 بود كه توانست دو عدد 4 بيتي دودويي را جمع كند و عمليات متعدد ديگري را انجام دهد .

4004 با معيارهاي امروزي يك وسيله كاملا ابتدايي بود كه مي توانست 4096 مكان مختلف را آدرس دهد. براي حل اين مسئله بود كه ريزپردازنده 8 بيتي ( 8008 ) به وسيله شركت Intel معرفي شد .

Intel 8008:

Intel 8008 توانست اعداد 8 بيتي را ( كه بايت ناميده مي شوند ) به كار گيرد ، كه اين خود پيشرفت بزرگي نسبت به 4004 بود . تقريبا در همان زمان گشايشي در ساختن مدارهاي منطقي NMOS ( نيمه هادي اكسيد فلز از نوع N )پيش آمد . منطق NMOS بسيار سريع تر از PMOS است . به علاوه از يك منبع تغذيه مثبت استفاده مي كند كه آن را براي اتصال به مدارهاي منطقي TTL سازگارتر مي كند . خصوصيات مذكور از اين جهت داراي اهميت است كه بسياري از مدارهاي جنبي ريزپردازنده از نوع TTL هستند . NMOS سرعت ريزپردازنده را با ضريبي در حدود 25 بار افزايش مي دهد كه رقم چشمگيري است .

اين تكنولوژي جديد درساختمان ريزپردازنده معروف امروزي يعني Intel 8080 به كار برده شد .

 Intel 8080:

Intel 8080 در 1973 و معرفي آن دنيا را به دوره ريزپردازنده وارد كرد . 8080 نوع بسيار غني شده اي از 8080 بود كه مي توانست 500000 عمل را در ثانيه انجام دهد و 64 كيلو بايت از حافظه را آدرس مي دهد و 500000 دستورالعمل را در ثانيه اجرا كند . امتياز اصلي Z80 نسبت به 8080 اين است كه مي تواند از دستورالعمل هايي كه براي 8080  مي شوند نيز استفاده كند . نرم افزاري كه براي 8080 استفاده مي شود بدون پيچيدگي بر روي Z80 قابل اجرا است . يك مشخصه سخت افزاري مهم Z80 در مقايسه با 8080 آرايش كامل تر ثبات هاست . Z80 همچنين مكانيزمي را به كار مي گيرد كه حافظه RAM ديناميكي را به طور خوركار تازه مي كند . اين دو مشخصه اضافي موجب برتري Z80 نسبت به Intel 8080 شده است.

ساير ريزپردازنده هاي اوليه :

تا سال 1973 ، Intel  توليد كننده اصلي ريزپردازنده ها بود . بعد از آن توليد كنندگان ديگر متوجه شدند كه اين وسيله جديد داراي آينده است و شروع به توليد انواع اصلاح شده ديگري از ريزپردازنده Intel 8080 كردند .

ريزپردازنده هاي امروزي :

به نظر مي رسد كه آينده توجه ريزپردازنده در دست سه شركت Intel  ، Motorola و Zilog است . اين شركت ها هر يك با دو سال يك بار انواع پيشرفته تري از ريزپردازنده ها را توليد مي كنند . امروزه ريزپردازنده ها از نظر اندازه بين 4 تا 32 بيت دارند .

انواع ميكروپروسسورها :

1. Genela ( كه خود شامل cpu مي باشد كه بر اساس برنامه وظيفه آنها تغيير مي كند) و µ.c كه از تكنولوژي RISC سود مي برد .

2.پروسسورهاي صوتي : سري VP ساخت شركت QUICK  و سري ISD

3.پروسسورهاي مخابراتي ( شركت MITEL فقط پروسسورهاي مخابراتي مي زند) .

4. پروسسورهاي خاص ( براي كاربردهاي خاص استفاده مي شود )

در معماري CPU از تكنولوژي CISC و RISC استفاده شده كه تكنولوژي CISC (  Complex INSTROCTION set Computer )دستورات پيچيده را در داخل خود اجرا مي كند و تكنولوژي RISC( Reduce INSTROCTION set Computer )

SET كامپيوتري است كه دستورات ساده اي دارد كه از اين نوع تكنولوژي در ميكرو كنترلرها نيز استفاده شده و خواص آن تعداد كم دستورالعمل ها مي باشد .

تعريف µ.c :

تراشه هايي هستند كه واسطهاي صفحه كليد ، ديسك و در بسياري از ديگر دستگاهها استفاده مي شود . اين نوع تراشه ها به علت حجم بسيار كوچك كه دارند به نام single µ.c chip معروفند .

تفاوت ميان ريزپردازنده با ريز كنترل كننده ( µ.c ) :

ريز كنترل كننده ها علاوه بر cpu شامل حافظه ، خطوط I/O تايمر ، كانتر و در برخي از آنها حتي A/D نيز دارند . حال به مروري بر ميكروهاي AVR و انواع آنها مي پردازيم .

مقدمه :

 –الكترونيك در زندگي امروز

امروزه پيشرفت در الكترونيك اي امكان را به ما داده است تا بتوانيم انواع وسايل الكترونيكي مانند  ماشين حساب هاي جيبي ، ساعت رقمي ، كامپيوتر براي كاربرد در صنعت در تحقيقات پزشكي و يا طريقه توليد كالا به طور اتوماتيك در كارخانجات و بسياري از موارد ديگر را مستقيم يا غير مستقيم مورد استفاده قرار دهيم .

اينها همه به خاطر آن است كه فن آوري توانسته مدارهاي الكترونيكي را كه شامل اجزاء كوچك الكترونيكي هستند ، بر روي يك قطعه كوچك سيليكن كه شايد سطح آن به 5 ميلي متر مربع بيشتر نيست ، جاي دهد . فن آوري ميكروالكترونيك كه به مدارهاي يكپارچه معروف به آي سي يا تراشه مربوط مي گردد ، در بهبود زندگي بشر تاثير به سزايي داشته و آن را بطور كلي دگرگون نموده است . تراشه ها همچنين براي مصارفي چون كنترل رباتها در كارخانجات ، يا كنترل چراغهاي راهنمايي و يا وسايل خانگي مانند ماشين لباس شويي و غيره مورد استفاده قرار مي گيرند . از طرفي تراشه ها را مي توان مغز دستگاه هايي چون ميكرو كامپيوترها و رباتها به حساب آورد .

– سيستم هاي الكترونيكي

پس از يك نظر اجمالي در داخل يك سيستم الكترونيكي مانند يك دستگاه راديو ، تلويزيون و يا كامپيوتر ممكن است انسان از پيچيدگي آن و از يادگيري الكترونيك دلسرد شود ، اما در واقع آن طور كه به نظر مي رسند ، دشوار نيستند و اين به دو دليل است .

   ا ول اينكه اگرچه سيستم هاي الكترونيكي اجزاو قطعات زيادي را در خود جاي مي دهند ، اما بايد

      دانست كه انواع كلي اين اجزا اغلب محدود و انگشت شمار هستند .

از مهم ترين گروه هاي اين اجزا مي توان مقاومت ها ، خازن ها ، القا گرها ، ديودها ، ترانزيستورها ، كليدها و مبدل ها را نام برد . اين اجزا زماني كه به صورت يكپارچه در يك تراشه قرار مي گيرند ، هر يك همان وظيفه خود را به عنوان يك قطعه مجزا انجام مي دهند و فقط اندازه  فيزيكي آن كوچكتر شده است .

دوم اينكه انواع سيستم هاي الكترونيكي از تعداد محدودي مدارهاي اصولي و يا بلوك هايي كه وظيفه هر كدام به كاراندازي قسمتي از سيستم مثلا تقويت يا شمارش است ، تشكيل يافته اند كه به منظور عملكرد كل سيستم ، آن را به يكديگر متصل مي نمايند .

– مدارهاي خطي و مدارهاي رقمي

بسياري از سيستم هاي الكترونيكي طوري طراحي شده اند تا با دريافت يك ورودي الكتريكي و با پردازش آن ، يك خروجي الكتريكي توليد كرده تا بتوانند كار معيني را انجام دهند ( كه اين كار بدون سيستم مورد نظر ، به تنهايي از عهده ورودي الكتريكي مذكور ساخته نخواهد بود . )

مدارهاي الكترونيكي كه در سيستم ها كاربرد دارند به دو دسته مهم تقسيم مي شوند : مدارهاي خطي ( يا قياسي ) و مدارهاي رقمي يا ديجيتال .

مدارهاي خطي ار نوع مدارهاي تقويت كننده هستند كه با سيگنال هايي سرو كار دارند كه اين سيگنال ها معرف كميت هايي مانند تغييرات صوتي ، صداي انسان يا موسيقي و غيره هستند . در بسياري از مدارهاي خطي از ترانزيستور به عنوان تقويت كننده صوتي استفاده مي كنند . مدارهاي ديجيتال از نوع مدارهاي كليدزني هستند ، كه مقدار ورودي يا خروجي آنها در هر زمان فقط    مي تواند داراي يكي از دو حالت صفر يا يك باشد و اگر قرار است اين دو حالت به هم تبديل شوند اين تبديل حالت بسيار سريع اتفاق مي افتد ، در حالي كه مدارهاي خطي داراي حالت  مداوم بوده و اين حالات به تدريج در واحد زمان قابل تغيير هستند .

مدارهاي رقمي داراي فقط دو حالت هستند و ورودي و خروجي آنها به اصطلاح (high) به معني بالا ، يعني نزديك به ميزان ولتاژ منبع مدار و يا (low) به معني پايين ، يعني نزديك صفر ولت هستند .

در اين مدارها عمل كليدزني به وسيله ترانزيستور انجام مي گيرد . دستگاه شمارش گر در واقع يك مدار رقمي است كه در آن سيگنال توليد شده توسط سلول نوري ، يا در حالت صفر و يا در حالت يك قرار مي گيرد و اين امر بستگي به قطع شدن يا نشدن نور دارد . بنابراين مدارهاي رقمي علائم الكتريكي را به صورت پالس يا ضربه با خود حمل مي كنند . سيستمي كه در آن يك لامپ توسط ديمر كنترل و كم و زياد مي شود ، يك سيستم حالت مداوم و سيستمي كه همان لامپ را خاموش و روشن مي كند يك سيستم دو حالته است ، چون كه توسط آن لامپ مذكور يا كاملا روشن يا كاملا خاموش مي شود .

عنوان                                                                                         صفحه

چکیده …………………………………………………………………………………………..1

تاریخچه ومقدمه………………………………………………………………………………2

انواع میکروپروسسورها……………………………………………………………………  4  

مقدمه…………………………………………………………………………………………….6

مختصری راجع به AVR ………………………………………………………………….9

خصوصیات Atmega16 …………………………………………………………………13

ترکیب پایه ها………………………………………………………………………………..15

فیوز بیت ها……………………………………………………………………………………16

پورت B ……………………………………………………………………………………….19

پورت ……………….…………………………………………C 21

پورت …..………………………………………………….….. D23

شماتیک آی سی……………………………………………………………………………..26

مادون قرمز…………………………………………………………………………………….27

شناسایی وتست فرستنده………………………………………………………………….28

فرستنده مادون قرمز…………………………………………………………………………30

اتصال فرستنده به میکرو……………………………………………………………………30

گیرنده مادون قرمز…………………………………………………………………………..31

ساختار پایه ای……………………………………………………………………………….32

بلوک دباگرام داخلی………………………………………………………………………….33

چگونگی اتصال……………………………………………………………………………….33

آی سی 555…………………………………………………………………………………..37

مدار آستابل با 555…………………………………………………………………………..38

نحوه کار مدار…………………………………………………………………………………..40

PCB مدار……………………………………………………………………………………..42

قطعات لازم……………………………………………………………………………………43

برنامه آی سی…………………………………………………………………………………44

موارد استفاده مدار…………………………………………………………………………..45

ضمائم…………………………………………………………………………………………..46