فناوری اطلاعات,,,,الکترونیک

مزایای موتور استرلینگ
امروزه از موتور استرلینگ در موارد بسیار تخصصی مثل زیردریایی و مولدهای کمکی، جایکه عملکرد بی‌سروصدا اهمیت دارد، استفاده میشود. این موتورها یک دسته از موتورهای حرارتی خاص هستند زیرا بازده آنها تقریباً نزدیک ماکزیمم بازدهی است که توسط تئوری پیش بینی میشود (بازده چرخه کارنو). این موتور با گاز کار میکند. انبساط آن هنگام گرم شدن و انقباض آن هنگام سردشدن نیروی این موتور را تامین میکند. این مقدار گاز بین دو انتهای سرد و گرم در حرکت است و هیچگاه از این چرخه خارج نمیشود. یک پیستون وظیفه انتقال گاز به دو منبع سرد و گرم را انجام میدهد که حرکت آن ناشی از انبساط و انقباض حجم گاز است.
همانطور که گفته شد این گاز هیچوقت از موتور استرلینگ خارج نمیشود. این موتور برخلاف موتورهای دیزلی یا بنزینی هیچ کانال تخلیه ندارد زیرا اساس کار آن بر احتراق سوخت نیست بنابراین کاملاً بی صدا عمل میکند. منبع تامین گرمای آن میتواند انرژی خورشیدی، سوخت‌های فسیلی یا هر نوع گرمای اتلاف شده در طبیعت باشد.
نوعی از این موتور بنام موتور استرلینگ خورشیدی که توسط شرکت Stirling Energy System Inc. تهیه شده است از سال 1984 تا حال حاضر مدت 20 سال است که در نهایت بازدهی مؤثر در حدود 30000 ساعت تابش نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده است. این شرکت در حال حاضر با سرمایه‌گذاری مشترک شرکت بویینگ و دپارتمان انرژی ایالات متحده و لابراتوار ملی سانیدا (Sanida) مشغول کار روی استفاده اقتصادی از این سیستم هستند.

دیش شرکت استرلینگ انرژی M۲ ۹۰ نور خورشید را روی مساحتی به قطر معادل ۲۰ سانتی متر متمرکز می کند تا موتور استرلینگ چهار پیستونی که یک ژنراتور دورانی را به راه می اندازد، تغذیه کند. شرکت دیگری که نیروگاه های تولید الکتریسیته دارند نیز، به گونه ای دیگر از این موتورها استفاده می کنند. سوختی که این موتورها را گرم می کند، از نفت سبک همراه با اسیدهای چرمی که از کارخانه های روغن گیاهی گرفته می شوند، تشکیل شده است. این عصاره های پسماندهای روغن گیاهی، قیمت کمی دارند و معمولاًدر مخازن ذخیره می شوند. این شرکت امیدوار است که بتواند ۳۰ درصد از هزینه ۷/۱ میلیون دلاری پروژه را با دریافت کمک های ایالت نیوجرسی برای به کارگیری انرژی های بازگشت پذیر و پاکیزه جبران کند. سوختی که شرکت آرهوس استفاده می کند، برای موتورهای درون سوز کنونی بسیار خورنده است، اما در موتورهای استرلینگ به خوبی جواب می دهد، زیرا محصولات احتراق با هیچ یک از قطعات متحرک موتور تماس ندارند. تعمیرات و نگهداری شامل روان کاری و تعویض سیالات روانکاری، تعویض رینگ های پیستون ها، کار تریج های پوشش میله ها و دیگر اجزایی است که در عوض هر ۰۰۰/۱۰ ساعت کار ۱۶ ساعت زمان می برد. سخن آخر این که موتورهای استرلینگ در ۱۹۰ سال زمان پیدایششان نه هرگز از رده خارج شده اند و نه جایگاه مستحکمی یافته اند. در کتاب ها و سایت های مربوط به صنعت همواره از این موتورها یاد می شود. شرکت هایی هم در تلاشند تا با تولید انبوهی از محصولات استرلینگی وارد بازار تولید انرژی خانگی تجاری شوند.

ادامه مطلب ...

نويسنده : niloofar | تاريخ : سه شنبه 25 مهر 1391برچسب:,

|

نوع مطلب : <-PostCategory-> |

تایمر ها در 8051

تایمر ها از اجزاء پر کاربرد پروژه های 8051 می باشند.کار اصلی تایمر شمارش تعداد سیکل های کریستال می باشد.چون هر دوره تناوب کریستال در کسری از ثانیه رخ می دهد بنابراین می توان برای شمارش زمان سپری شده ، از آن استفاده کرد .
8051 دارای دو عدد تایمر 16 بیتی می باشد که با نامهای تایمر یک و تایمر صفر شناخته شده اند .هر تایمر در حقیقت از دو ثبات 8 بیتی با نام TH و TL ساخته شده است .از تایمر ها در 4 مود کاری می توان استفاده کرد:
مود 00 که از تایمر به عنوان یک شمارشگر 13 بیتی استفاده می کند .
مود 01 از تایمر به عنوان شمارشگر 16 بیتی استفاده می کند .
مود 02 به عنوان شمارشگر 8 بیتی با راه اندازی خودکار استفاده می کند.(AutoReload)
مود 03 تایمر را به دو تایمر 8 بیتی تقسیم می کند که به آن حالت تسخیر شده می گویند.

در 4 مود کاری بالا مود های یک و دو بیشترین کاربرد را در انجام پروژه ها دارند .تایمر 16 بیتی مود 01 می تواند از مقدار 0000 تا FFFFH بشمارد پس از رسیدن به مقدار FFFF تایمر پرچم خود را (TF) را یک می کند و مجددا از مقدار 0000 شروع به شمارش می کند.

در مود 2 که همان حالت AutoReload است تایمر به عنوان یک شمارشگر 8 بیتی از مقدار 00 تا FFh می شمارد البته در این مود می توان برای تایمر تعیین کرد که چه مقدار بشمارد فرضا در برنامه ای احتیاج به این پیدا می کنیم تا تایمر یک وظیفه ای را هر 100 میکرو ثانیه انجام دهد در این حالت از مود 2 استفاده می کنیم . مقدار اولیه شمارش را در ثبات TH قرار می دهیم .و سپس پس از راه اندازی تایمر این مقدار در ثبات TL قرار می گیرد و تایمر از مقدار تعیین شده تا FFh می شمارد . پس از رسیدن TL به FFh تایمر پس از یک کردن TF ، مجددا مقدارموجود در TH را در ،م کپی کرده و به همین ترتیب شمارش ادامه می یابد .

تایمر ها دارای دو ثبات با نامهای TCON وTMOD هستندثبات ،TMOD برای مقدار اولیه دادن به تایمر مورد استفاده قرار می گیرند و ثبات TCON برای کنترل تایمر مورد استفاده قرار می گیرد ثبات TMOD همیشه باید قبل از راه اندازی تایمر مقدار دهی شود.شکل ثبات TMOD به صورت زیر است:

TMODیک ثبات 8 بیتی است که به دو قسمت 4 بیتی (nible) تقسیم می شود نیبل بالا برای تایمر 1 و نیبل پایین برای تایمر 0 مورداستفاده قرار می گیرد .اختلاف دو نیبل در همین است و غیر از این کاملا با هم مشابهند .
بیت Gate ، می توان گفت که یک نوع راه انداز تایمر است . این بیت مشابه کلید روشن و خاموش عمل می کند در صورتی که مقدار این بیت را یک قرار دهیم کنترل تایمر از طریق پالس ورودی به پایه ی INT1 صورت می گیرد یکی از کاربرد های این بیت اندازه گیری پالس خارجی اعمال شده به پایه ی INT1 می باشد.
بیت C/T نوع کارکرد تایمر را تعیین می کند که آیا تایمر برای شمارش تعداد پالس کریستال خارجی متصل به پایه T1 یا T0 مورداستفاده قرار گیرد یا برای شمارش تعداد پالس های کریستال مدار میکرو که آن هم به پایه های 18 و 19 متصل است .در حالت اول می گویند که تایمر به عنوان کانتر (شمارنده اتفاقات) عمل می کند و در حالت دوم می گویند که تایمر در حالت شمارش گر زمان کار می کند .در صورتی که بیتc/T را یک کنیم تایمر به عنوان کانتر و در صورتی که این بیت را صفر کنیم تایمر به عنوان شمارشگر واحد زمان به کار گرفته می شود.

بیتهای M1و M0 هم مود کاری را که قبلا بررسی کردیم تعیین می کند .ابتدا مود مورد نظر را تعیین می کنیم سپس مقدار معادل آن در مبنای دو را در بیتهای M1, M2 قرار می دهیم .

یک مثال برای اینکه تایمر 1در حالت AutoReload و به عنوان تایمر (شمارش گر زمان) مورد استفاده قرار گیرد :

معدل این کار دستور زیر است:
کد:
Mov Tmod,#00100000b
مرحله بعدی استفاده از تایمر تعیین چگونگی روشن و خاموش کردن تایمر است.
ثبات دیگری که در مورد تایمر مورد استفاده قرار می گیردثبات TCON است بیتهای این ثبات در شکل زیر مشخص می باشند.

بیت TF:قبلا هم در مورداین بیت صحبت کردیم هنگامی که تایمر شروع به شمارش کرد بسته به مودی که برای کار در آن تنظیم شده است پس از رسیدن به مقدار نهایی (FFh یا FFFFh یا1FFFh ) قبل از اینکه مجددا از صفر شروع به شمارش کند بیتTF را یک می کند تا نشان دهد که مقدار فعلی در دور دوم شمارش است و قبلا یک بار شمارش کامل شده است .
این بیت به صورت سخت افزاری یک می شود و ما باید به صورت نرم افزاری قبل از پایان دور دوم شمارش آن را صفر کنیم .
TF1 برای تایمر یک و TF0 پرچم شمارش برای تایمر صفر است.

بیت TR: بیت کنترل راه اندازی نامیده شده است .در صورتی که این بیت را یک کنیم تایمر شروع به شمارش می کند و در صورتی که این بیت صفر شود تایمر متوقف می شود. مانند TF، ،TR1 برای کنترل تایمر 1 و TR0 برای کنترل راه اندازی تایمر 0 مورد استفاده قرار می گیرد.

4 بیت بعدی این ثبات برای عملیات وقفه کاربرد دارد که انشاالله در مبحث وقفه ها به صورت کامل توضیح خواهیم داد .
اکنون روش کار با تایمر را به صورت الگوریتم در می آوریم تا بهخاطر سپردن آن آسانتر شود.

1.از کدام تایمر استفاده خواهیمکرد؟
2.مود کاری تایمر را تعیین کنید.
3.تایمر مورد نظر شماست یا شمارنده
3.ثبات TMOD را با معادل دودوئی آن بار گذاری کنید.
4.در صورتی که از AutoReload استفاده می کنید TH را با مقدار اولیه مناسب بار کنید.
5.تایمر را راه اندازی کنید .
7.منتظر یک شدن TF بمانید .

مثال:
برنامه ای بنویسید که یک پالس با دوره تناوب 200 میکرو ثانیه بر روی پایه ی P1.0 تولید کند.

حل:
دوره تناوب پالس 200 میکرو ثانیه عنوان شده است یک پالس در نصف دوره تناوب در حالت high و در نصف دیگر در حالت low قرار دارد . نصف دوره تناوب 100 میکرو ثانیه است و چون پالس متقارن است ما فقط به نصف دوره تناوب احتیاج داریم بنابراین مود تایمر را 2 یعنی حالت autoReload و مقدار اولیه را -100 در نظر می گیریم.
برای اینکه بفهمید چرا -100 ،توجه کنید که ما می خواهیم که تایمر 100 واحد بشمارد در حالت AutoReload چون تایمر 8 بیتی است حداکثر مقدار شمارش FFh است بنابراین :
TH=FFh-100d=9Bh
اما -100 هم دقیقا مشابه مقدار بالا است .بنابراین اگر ما به جای -100 مقدار 9Bh را در TH قرار می دادیم نیز نتیجه فرقی نمی کرد.

در این مثال فرقی نمی کند که از کدام تایمر استفاده کنیم .در حقیقت تایمر ها هیچ تفاوتی با هم ندارند .
کد:
Mov TMOD,#00100000b

Mov TH1,#-100
Setb TR1
Wait :jnb Tf1,wait
ClR TF1
CPL p1.0
Sjmp wait
همانطور که مشاهده می کنید قبل از پایان دور دوم شمارش مقدار TF باید صفر شود.
منبع:دانشگاه کردستان

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

|

نوع مطلب : <-PostCategory-> |

میکروکنترلر چیست؟

قطعه ای که این روزها دارد جای خود را در خیلی از وسایل الکتریکی باز میکند .از تلفن گرفته تا موبایل از ماوس لیزری که الان دستتان روی آن است و دارین باهاش کامپیوتر رو کنترل میکنید تا هر وسیله ای که بتوان پیچیدگی رو در اون دید میتونید یک میکروکنترلر رو ببینید .

کلمه میکروکنترلر:

این کلمه از دو کلمه 1- میکرو -2 کنترلر تشکیل شده

*میکرو : میدونین که این یک واحد یونانی است و برابر با 10 به توان منفی 6 متر است. یعنی یک ملیونیوم متر واحده خیلی کوچیکیه نه....ولی واحدهای خیلی کوچیکتر از این هم داریم که در الکترونیک مورد استفاده قرار میگیرند در قسمتهای بعدی توضیحیهاتی راجع به این واحد ها و موارد استفاده آنها داده میشه.

*کنترلر : که همه معنی و مفهومشو میدونین . یعنی کنترل کننده به تعبیری یعنی "مغز " البته بدون تفکر فقط دستوراتی که به اون داده میشه به نحو احسن انجام میده.

چرا این کلمات ؟

کلمه میکرو به دو منظور استفاده شده منظور اول و مهم سرعت عمل میکروکنترلر است که میتواند تا یک ملیونیوم ثانیه باشد و دستوارتی که به اون میدیم با این سرعت انجام بده به همین خاطر واژه میکرو رو به اون اختصاص دادن البته معنی دوم آن شاید کوچیکی این قطعه باشد که تا یک ملیونیوم متر کوچیک شده شاید باور کردنی نباشه ولی در یک تراشه ممکنه بیش از یک ملیون تراتزیستور به کار رفته باشه. این کلمه وقتی اهمیتش کامل میشه که با واژه کنترلر عجین بشه تا معنیش کامل بشود .

حالا نحوه انجام دادن کار میکروکنترلر را به صورت کلی بررسی میکنیم :

تا حالا همه شما با ماشین حساب کار کردین تا حالا به نحوه کار کردنش فکر کردین شما اطلاعاتتون را که همون عملیات ریاضی هست به وسیله صفحه کلید به اون میدید بعد ماشین حساب این اطلاعات رو بر مبنای دستوراتی که قبلا به اون داده شده پردازش میکند و جواب را رویlcd نمایش میدهد. در واقع یک میکروکنترلر برنامه ریزی شده به عنوان مغز ماشین حساب این اطلاعات یا داده رو از صفحه کلید میگیره روشون پردازش انجام میده و بعد بر روی lcd نمایش میده.

کار میکروکنترلر دقیقا مشابه این است میکرو کنترلر بر مبنای یک سری ورودی که به اون داده میشه مثلا این ورودی از یک سنسور دما باشه که درجه حرارت رو میگه یا از هر چیز دیگه مثل صفحه کلید بر مبنای این ورودی ها و برنامه ای که قبلا ما به اون دادیم خروجیشو تنظیم میکنه که ممکنه خروجیش یک موتور باشه یا یک lcd یا هر چیز دیگری که با الکتریسیته کار بکند. حالت دیگری هم میتونه باشه که فقط میکروکنترلر بر مبنای برنامه ای که به اون دادیم عمل کند و خروجیش رو فقط بر اساس برنامه بگیرد.

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

|

نوع مطلب : <-PostCategory-> |

ساختمان داخلی میکروکنترلر:

کامپیوتری که الان بر روی اون دارین کار انجام میدین دارای یک پردازنده مرکزیه به نام cpu که از کنار هم قرار گرفتن چندین ملیون ترانزیستور تشکیل شده و بر روی اطلاعات پرداژش انجام میده . میکرو کنترلر هم عینا دارای یک پردازنده مرکزی به نام cpu است که دقیقا کار cpu کامپیوتر رو انجام میده با این تفاوت که قدرت و سرعت پردازشش از cpu کمتره که به اون میکروپرسسور میگن در بخش بعدی فرق میکرو پرسسور و میکروکنترلر را بررسی میکنیم. میکروکنترلر علاوه بر cpu دارای حافظه است که ما برنامه ای که بهش میدیم در اون قرار بگیره در کنار حافظه در میکروکنترلرهای امروزی تایمرها برای تنظیم زمان کانتر ها برای شمردن کانال های آنالوگ به دیجیتال پورت های برای گرفتن و دادن اطلاعات و امکاناتی دیگر که بعدا مفصل راجع به هر کدام توضیح داده میشه تشکیل شده و همه اینها در یک چیپ قرار گرفته که تنکنولوژی جدید اونو تو یک تراشه به اندازه یک سکه قرار داده.

تفاوت میکروپروسسور و میکروکنترلر:

میکروپرسسور همانطور که گفته شد یک پردازنده است و برای کار باید به آن چیپ های حافظه و چیز های دیگری را به اون اضافه کرد این امکان به درد این میخورد که بر حسب کارمان حافظه مناسب و دیگر قطعات را مانند تایمرها و غیره به صورت بیشتری استفاده کنیم ولی مدار خیلی پیچیده میشود و از لحاظ هزینه هم هزینه بیشتر میشود به همین دلیل امروزه از میکروپرسسورها کمتر استفاده میشود اما این روزها میکرو کنترلر های جدید با حافظه های زیاد تعداد تایمر زیاد پورت های زیاد و تنوع بسیار زیاد انها بر حسب این امکانات دست ما را باز گذاشته است تا دیگر میکروپرسسورها را فراموش کنیم.

عیب میکروکنترلر:

میکروکنترلر با این همه مزایا که گفتیم دارای یک عیب کوچیک است .و آن سرعت پایین ! است آیا سرعتی معادل یک ملیونیوم ثانیه سرعت کمی است ؟ سرعت کمی نیست ولی یک مثال شاید بحثو بهتر باز کند
یک گیت منطقی رو در نظر بگیرین که با توجه به ورودی خروجیشو تنظیم مکنه سرعت عمل این گیت منطقی 10 به توان منفی 9 ثانیه است یعنی نانو ثانیه ولی اگر ما بخواهیم این گیت رو با میکروکنترلر کار کنیم سرعتی معادل میکرو ثانیه داریم پس از لحاظ سرعت برای کاربردهای خیلی محدودی میکروکنترلر مناسب نیست.

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

|

نوع مطلب : <-PostCategory-> |

ادامه مطلب ...

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

|

نوع مطلب : <-PostCategory-> |

مقدمه ای بر میکروکنترلرهای AVR :

میکروهای AVR دارای انعطاف پذیری غیر قابل مقایسه و بی همتایی هستند.آنها قادر به ترکیب هر نوع کدی با یک معماری کارامد از طریق زبانهای C و Assembly هستند و قادرند از طریق این برنامه ها تمام پارامترهای ممکن در یک سیکل یا چرخه ماشین را با دقت بسیار بالا هماهنگ کنند.

میکرو AVR دارای معماریی است که میتواند در تمام جهات مورد استفاده شما،عمل کند میکرو AVR معماریی دارد که برای شما کارایی 16 بیتی ارائه می دهد که البته قیمتش به اندازه یک 8 بیتی تمام می شود.

بهره های کلیدی AVR :

دارای بهترین MCU برای حافظه فلش در جهان ! (MCU: Master Control Unit)

دارای سیستمی با بهترین هماهنگی

دارای بالاترین کارایی و اجرا در CPU (یک دستورالعمل در هر سیکل کلاک)

دارای کدهایی با کوچکترین سایز

دارای حافظه خود برنامه ریز

دارای واسطه JTAG که با IEEE 1149.1 سازگار است

(IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers.)

دارای سخت افزار ضرب کننده روی خود

دارای بهترین ابزارها برای پیشرفت و ترقی

دارای حالات زیادی برای ترفیع دادن یا Upgrade .

واژگان کلیدی AVR :

میکرو کنترلر AVR به منظور اجرای دستورالعملهای قدرتمند در یک سیکل کلاک(ساعت) به اندازه کافی سریع است و می تواند برای شما آزادی عملی را که احتیاج دارید به منظور بهینه سازی توان مصرفی فراهم کند.

میکروکنترلر AVR بر مبنای معماری RISC(کاهش مجموعه ی دستورالعملهای کامپیوتر) پایه گذاری شده و مجموعه ای از دستورالعملها را که با 32 ثبات کار میکنند ترکیب می کند.

به کارگرفتن حافظه از نوع Flash که AVR ها به طور یکسان از آن بهره می برند از جمله مزایای آنها است.

یک میکرو AVR می تواند با استفاده از یک منبع تغذیه 2.7 تا 5.5 ولتی از طریق شش پین ساده در عرض چند ثانیه برنامه ریزی شود یا Program شود.

میکروهای AVR در هرجا که باشند با 1.8 ولت تا 5.5 ولت تغذیه می شوند البته با انواع توان پایین (Low Power)که موجودند.

راه حلهایی که AVR پیش پای شما می گذارد، برای یافتن نیازهای شما مناسب است:

با داشتن تنوعی باور نکردنی و اختیارات فراوان در کارایی محصولات AVR، آنها به عنوان محصولاتی که همیشه در رقابت ها پیروز هستند شناخته شدند.در همه محصولات AVR مجموعه ی دستورالعملها و معماری یکسان هستند بنابراین زمانی که حجم کدهای دستورالعمل شما که قرار است در میکرو دانلود شود به دلایلی افزایش یابد یعنی بیشتر از گنجایش میکرویی که شما در نظر گرفته اید شود می توانید از همان کدها استفاده کنید و در عوض آن را در یک میکروی با گنجایش بالاتر دانلود کنید.

خانواده های محصولات AVR :

Tiny AVR:

میکروکنترلری با اهداف کلی و با بیش از 4 کیلو بایت حافظه فلش و 128 بایت حافظه استاتیک و قابل برنامه ریزی است.(منظور از حافظه استاتیک SRAM و حافظه قابل برنامه ریزی EEPROM است.)

Mega AVR:

این نوع میکروها قابلیت خود برنامه ریزی دارند و می توان آنها را بدون استفاده از مدارات اضافی برنامه ریزی کرد همچنین بیش از 256K بایت حافظه فلش و 4K بایت حافظه استاتیک و قابل برنامه ریزی دارند.

LCD AVR:

این نوع میکرو دارای درایور برای نمایشگر LCD با قابلیت کنترل اتوماتیک تباین و مقایسه تصویر می باشد.باعث تمدید عمر باتری می شود و در حالت فعال دارای توان مصرفی پایینی است.

توان مصرفی پایین:

توان مصرفی پایین آنها برای استفاده بهینه از باتری و همچنین کاربرد میکرو در وسایل سیار و سفری طراحی شده که میکروهای جدید AVR با توان مصرفی کم از شش روش اضافی در مقدار توان مصرفی ، برای انجام عملیات بهره می برند.

ادامه مطلب ...

نويسنده : niloofar | تاريخ : یک شنبه 7 خرداد 1391برچسب:,

|

نوع مطلب : <-PostCategory-> |

ترانزیستور چگونه کار می کند ؟

بصورت استاندارد دو نوع ترانزیستور بصورت PNP و NPN داریم. انتخاب نامه آنها به نحوه کنار هم قرار گرفتن لایه های نیمه هادی و پلاریته آنها بستگی دارد. هر چند در اوایل ساخت این وسیله الکترونیکی و جایگزینی آن با لامپهای خلاء، ترانزستورها اغلب از جنس ژرمانیم و بصورت PNP ساخته می شدند اما محدودیت های ساخت و فن آوری از یکطرف و تفاوت بهره دریافتی از طرف دیگر، سازندگان را مجبور کرد که بعدها بیشتر از نیمه هادیی از جنس سیلیکون و با پلاریته NPN برای ساخت ترانزیستور استفاده کنند. تفاوت خاصی در عملکرد این دو نمونه وجود ندارد و این بدان معنی نیست که ترانزیستور ژرمانیم با پلاریته NPN یا سیلیکون با پلاریته PNP وجود ندارد.

نمای واقعی تری از پیوندها در یک ترانزیستور که تفاوت
کلکتور و امیتر را بوضوح نشان می دهد. برای هریک از لایه های نیمه هادی که در یک ترانزیستور وجود دارد یک پایه در نظر گرفته شده است که ارتباط مدار بیرونی را به نیمه هادی ها میسر می سازد. این پایه ها به نامهای Base (پایه) ، Collector (جمع کننده) و Emitter (منتشر کننده) مشخص می شوند. اگر به ساختار لایه ای یک ترانزیستور دقت کنیم بنظر تفاوت خاصی میان Collector و Emitter دیده نمی شود اما واقعیت اینگونه نیست. چرا که ضخامت و بزرگی لایه Collector به مراتب از Emitter بزرگتر است و این عملا" باعث می شود که این دو لایه با وجود تشابه پلاریته ای که دارند با یکدیگر تفاوت داشته باشند. با وجود این معمولا" در شکل ها برای سهولت این دو لایه را بصورت یکسان در نظر میگیردند.

بدون آنکه در این مطلب قصد بررسی دقیق نحوه کار یک ترانزیستور را داشته باشیم، قصد داریم ساده ترین مداری که می توان با یک ترانزیستور تهیه کرد را به شما معرفی کرده و کاربرد آنرا برای شما شرح دهیم. به شکل زیر نگاه کنید.

مدار ساده برای آشنایی با طرز کار یک ترانزیستور بطور جداگانه بین E و C و همچنین بین E و B منابع تغذیه ای قرار داده ایم. مقاومت ها یی که در مسیر هریک از این منابع ولتاژ قرار دادیم صرفا" برای محدود کردن جریان بوده و نه چیز دیگر. چرا که در صورت نبود آنها، پیوندها بر اثر کشیده شدن جریان زیاد خواهند سوخت.

طرز کار ترانزیستور به اینصورت است، چنانچه پیوند BE را بصورت مستقیم بایاس (Bias به معنی اعمال ولتاژ و تحریک است) کنیم بطوری که این پیوند PN روشن شود (برای اینکار کافی است که به این پیوند حدود 0.6 تا 0.7 ولت با توجه به نوع ترانزیستور ولتاژ اعمال شود)، در آنصورت از مدار بسته شده میان E و C می توان جریان بسیار بالایی کشید. اگر به شکل دوم دقت کنید بوضوح خواهید فهمید که این عمل چگونه امکان پذیر است. در حالت عادی میان E و C هیچ مدار بازی وجود ندارد اما به محض آنکه شما پیوند BE را با پلاریته موافق بایاس کنید، با توجه به آنچه قبلا" راجع به یک پیوند PN توضیح دادیم، این پیوند تقریبا" بصورت اتصال کوتاه عمل می کند و شما عملا" خواهید توانست از پایه های E و C جریان قابل ملاحظه ای بکشید. (در واقع در اینحالت می توان فرض کرد که در شکل دوم عملا" لایه PN مربوط به BE از بین می رود و بین EC یک اتصال کوتاه رخ می دهد.)

بنابراین مشاهده می کنید که با برقراری یک جریان کوچک Ib شما می توانید یک جریان بزرگ Ic را داشته باشید. این مدار اساس سوئیچ های الکترونیک در مدارهای الکترونیکی است. بعنوان مثال شما می توانید در مدار کلکتور یک رله قرار دهید که با جریان مثلا" چند آمپری کار می کند و در عوض با اعمال یک جریان بسیار ضعیف در حد میلی آمپر - حتی کمتر - در مدار بیس که ممکن است از طریق یک مدار دیجیتال تهیه شود، به رله فرمان روشن یا خاموش شدن بدهید

نويسنده : niloofar | تاريخ : یک شنبه 7 خرداد 1391برچسب:,

|

نوع مطلب : <-PostCategory-> |

به میکرو پروسسور ریز پردازنده یا CPU (Central Processor Unit) می گویند. میکروپروسسورها برای کار کردن نیاز به حافظه های RAM (Random Access Memory)، ROM (Read Only Memory)، درگاه های ورودی خروجی (I/O) و... دارند که مقدار RAM و ROM را کاربر تعیین می کند به همین دلیل می توان از میکروپروسسور برای انجام تمامی کارها استفاده کرد (مانند برنامه های کامپیوتری، بازی کامپیوتری و...) و به این دلیل به آن همه منظوره می گویند در حالی که میکروکنترلرها یک تک تراشه هستند که RAM و ROM داخلی ثابتی دارند و ..........

برای کارهای کوچکتری استفاده می شوند به همین دلیل به میکروکنترلرها تک منظوره می گویند.

چرا از میکروکنترلر استفاده می کنیم؟

در هر پروژه سه چیز اهمیت فوق العاده دارد:

1) مصرف توان

2) حجم مدار

3) قیمت مدار

میکروپروسسور ها توان بالا مصرف می کنند، قیمت گرانی دارند و حجم زیادی را اشغال می کنند در حالی که میکروکنترلرها مصرف توان بسیار پایین در حد 2mA دارند، حجم بسیار کمی اشغال می کنند و قیمتی به مراتب ارزان تر از میکروپروسسور دارند به همین دلیل میکروکنترلرها در پروژه های کوچک که نیاز به پردازش چندانی ندارند، به بیشترین شکل استفاده می شوند.

اولین سری از میکروکنترلرها در سال 1981 توسط شرکت Intel ساخته شدند و برای اینکه به تولید انبوه برسند، شرکت Intel مجوز ساخت آن را به شرکت های مختلفی مانند Atmel، Xeimens، Dallas Semiconductor، Motorola و... داد با این شرط که برنامه ای که برای 8051 اصلی نوشته می شود، به همه ی میکروکنترلر های 8051 تولیدی این شرکت ها بخورد.

8051 اصلی 4KByte حافظه قابل برنامه ریزی داشت، دارای 2 تایمر 16 بیتی بود، 40 پایه (Pin) داشت، تا حداکثر فرکانس 20MHz کار می کرد، تا 1000 بار قابل برنامه ریزی بود، برای برنامه ریزی شدن باید با روش موازی برنامه ریزی می شد که در این حالت تمام پایه های آن برای برنامه ریزی شدن (پروگرام شدن) مورد استفاده قرار می گرفت و اگر در حین برنامه ریزی میکروکنترلر را از پروگرامر (برنامه ریز) جدا می کردیم، میکروکنترلر صدمه می دید.

شرکت هایی نظیر Atmel مدل های بسیار مختلفی از این میکروکنترلر را ساختند مثلاً مدل AT89C52 این شرکت 8KB حافظه داشت و مدل AT89C55 دارای 20KB حافظه قابل برنامه ریزی بود و می توانست تا فرکانس 33MHz کار کند.

مدل OTP (One Time Programmable) یا یک بار قابل برنامه ریزی آن ساخته شد که قیمت ارزان تری داشت.

و مدلی ساخته شد که دارای 3 تایمر 16 بیتی بود.

مدل 20 پین 8051 هم ساخته شد.

مدلی از آن ساخته شد که حافظه ی داخلی نداشت (8031) و فقط می توانستیم حافظه ی خارجی 64KB به آن متصل کنیم.

مدلی از آن هم ساخته شد که دارای حافظه EEPROM (Electrical Erasable Programmable Random Access Memory) بود.

شرکت Atmel راه آسان تری برای پروگرام کردن ابداع کرد و آن هم برنامه ریزی به روش ISP (In System Programming) بود در این نوع برنامه ریزی هنگامی که میکروکنترلر در حالت Reset بود، از سه پایه ی MISO (Master Input Slave Output)، MOSI (Master Output Slave Input) و CLK (Clock) برای پروگرام کردن استفاده می شد.

در روش ISP دیگر نیازی به خارج کردن میکروکنترلر از مدار نبود و هنگامی که در مدار قرار داشت می توانستیم آن را برنامه ریزی کنیم.

در سال 1996 دو مهندس شرکت Atmel میکروکنترلر AVR را ابداع کردند که می توان به نوعی آن را تکمیل شده ی 8051 دانست. مخفف دقیق کلمه ی AVR را فقط این دو مهندس می دانند.

قیمت AVR ها گران تر از 8051 بود دلیل آن هم امکانات بیشتر AVR می باشد. مثلاً 8051 چهل پایه با امکانات متوسط 1200 تومان قیمت دارد در حالی که همین مدل از AVR حدود 2000 تومان قیمت دارد.

AVR ها مزیت های زیادی نسبت به 8051 دارند که در ادامه آنها را ذکر خواهیم کرد.

سری دیگر از میکروکنترلر ها، PIC (Program Interface Controller) هستند که قیمتی تا دو برابر AVR دارند و امکانات آنها بیشتر می باشد و دارای خطای بسیار پایینی هستند. میکرو کنترلر های PIC در پکیجهای (تعداد پایه) 8، 16، 18، 20، 28، 40، 64 و... ارائه می شوند. مثلاً PIC12XX در بسته بندی های 8 پایه تا 16 پایه می باشند، PIC16XX در بسته بندی های 16 تا 28 پایه هستند، PIC18XX بسته بندی های 20 پایه تا 40 پایه، PIC24XX در بسته بندی های بالاتر از 40 پایه و در نهایت سری dsPIC که قدرتمندترین عضو این خانواده هستند. این سری از میکروکنترلر را شرکت Microchip می سازد که رقیب اصلی AVR محسوب می شود.

دو مدل دیگر از میکروکنترلرها وجود دارند که در ایران یافت نمی شوند بنابراین آنها را شرح نمی دهیم.

نکته: پروگرامر میکرو کنترلر سه مدل دارد:

1) می تواند از طریق پورت موازی (پورت پرینتر) که 25 پین دارد برنامه ریزی شود (پورت DB25).

2) می تواند با پورت سریال (RS232) برنامه ریزی شود که 9 پین دارد (پورت DB9).

3) می تواند با درگاه USB (Universal Serial Bus) برنامه ریزی شود که در این حالت نیازی به تغذیه جداگانه ندارد.

سؤال: برای برنامه ریزی کردن میکروکنترلر از چه زبانی باید استفاده کنیم؟ زبانهای رایج برنامه نویسی برای میکروکنترلر ها سه زبان Basic، C و اسمبلی (Assembly) می باشند.

1) زبان بیسیک سطح برنامه نویسی بسیار بالایی دارد (فهم آن برای کاربر بسیار آسان است). در این زبان حدود 150 کلمه ی کلیدی وجود دارد. نقطه ضعف جدی این زبان این است که ساختار یکپارچه ای ندارد به این معنی که دستورات نرم افزار Bascom AVR تفاوت های بسیاری با نرم افزار Fast AVR دارد و هر دوی این زبانها دستوراتی کاملاً متفاوت با نرم افزار PIC Basic دارند به همین دلیل برای برنامه ریزی میکروکنترلر از این زبان استفاده نمی کنیم.

2) زبان C دارای سطح برنامه نویسی میانی است (حدود 30 کلمه ی کلیدی دارد) و ساختار یکپارچه ای دارد به طوری که اگر کاربر C 8051 باشید و بخواهید C AVR را یاد بگیرید، در عرض کمتر از 1 ساعت می توانید این کار را انجام دهید. نگه داری و به روز رسانی این زبان بسیار آسان تر از بیسیک است. زبان C ارتباط تنگاتنگی با زبان اسمبلی دارد به طوری که دستورات اسمبلی را به وفور در برنامه های C مشاهده می کنیم.

3) زبان اسمبلی زبان ماشین است به این معنی که تمامی کامپایلر ها مانند Basic، پاسکال و C ابتدا به اسمبلی ترجمه می شوند و سپس کامپایل انجام می شود. سطح زبان اسمبلی بسیار پایین است ولی خوبی هایی در این زبان وجود دارد. مثلاً می توانیم با برنامه نویسی اسمبلی حجم برنامه را تعیین کنیم. کامپایلر های دیگر طبق دستورات از پیش تعیین شده ای که دارند برنامه را به اسمبلی ترجمه می کنند در حالی که با نوشتن برنامه به زبان اسمبلی حجم برنامه در کنترل ما قرار می گیرد به عنوان مثال اگر برنامه ای بنویسیم که 8 LED را خاموش و روشن کند، این برنامه با زبان Basic حدود 690 بایت حافظه را اشغال می کند در حالی که همین برنامه به زبان اسمبلی 394 بایت حافظه را پر می کند. در میکروکنترلر AVR در قسمت Boot Loader فقط مجاز به نوشتن برنامه با زبان اسمبلی هستیم.

زبان دیگر برنامه نویسی پاسکال می باشد که سطح بالایی دارد و ساخت یافته می باشد که با آمدن زبان C کمتر از این زبان استفاده می شود.

فایل هگز چیست؟تمامی کامپیلرها پس از کامپایل به اسمبلی به مبنای 16 یا هگزا دسیمال می روند. به فایل ایجاد شده بر روی کامپیوتر پس از کامپایل که فرمت HEX دارد، فایل هگز می گویند.

نويسنده : niloofar | تاريخ : دو شنبه 1 خرداد 1391برچسب:,

|

نوع مطلب : <-PostCategory-> |


	نام :
	وب :
	پیام :
	2+2=:


(Refresh)