طراحی و ساخت یک کنترل دمای دیجیتالی تابلوهای برق .

طراحی و ساخت یک کنترل دمای دیجیتالی تابلوهای برق هدف از انجام این پروژه طراحی و ساخت کنترل دمای دیجیتالی تابلوهای برق با استفاده از میکروکنترولر AT M32 می باشند دستگاهی که طراحی و ساخته شده علاوه بر قسمت اتوماتیک دارای بخش است که می توان دما ، فن و هیتر را بصورت دستی تغییر وضعیت داد

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	3517 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	79

چکیده

هدف از انجام این پروژه طراحی و ساخت کنترل دمای دیجیتالی تابلوهای برق با استفاده از میکروکنترولر AT M32 می باشند. دستگاهی که طراحی و ساخته شده علاوه بر قسمت اتوماتیک دارای بخش است که می توان دما ، فن و هیتر را بصورت دستی تغییر وضعیت داد. تحقق این پروژه کمک شایانی به کنترل دما با دقت بالا در محل های کار ، کارخانجات و بخصوص کارخانه های جوجه کشی می  باشد . طبق برنامه ای که برای این پروژه نوشته شده است دماهایی که بصورت دستی تغییر میکنند ، رنج محدودی دارند که این رنج توسط سازنده مشخص شده است.

 فهرست مطالب

صفحه	عنوان
9	پیشگفتار
10	فصل اول
11	فصل اول: مقدمه ای بر AVR
12	1-1میکرو کنترل های TINY AVR
18	1-2 میکرو کنترلرهای AT90S
22	1-3 میکروکنترلر های MEGAAVR
28	1-4 خصوصیات داخلی MEGA 32
48	فصل دوم
49	فصل دوم: برنامه Bascom و برنامه نویسی آن
49	2-1 برنامه bascom
51	2-2 محیط برنامه نویسی
56	فصل سوم
57	فصل سوم : سنسور های دما
57	3-1 ترمومترهای شیشه ای
57	3-2 ترمومترهای Bimetal
58	3-3 ترمومترهای فشاری
58	3-4 ترموکوپل
59	3-5 اندازه گیری دما از طریق مقاومت اهمی
60	6-3 lm 35
61	فصل چهارم
62	ر  فصل چهارم :طراحی و ساخت یک کنتر ل دمای دیجیتالی تابلو های برق
62	4-1 برنامه و توضیح آن
73	4-2 شکل مدار و توضیحاتی در مورد آن
75	نتیجه گیری
76	مراجع

پیشگفتار

 با ورود میکرو کنترلر ها به بازار الکترونیک و استفاده از آنها کار را بر روی بسیاری از قسمتهای الکترونیک آسان تر نمود و به خصوص در صنعت با در دست گرفتن کنترل قسمتهای مختلف یک کارگاه یا کارخانه صنعتی منجر به تولید بیشتر با کیفیت بهتر شد و افق وسیعی از کار را بر روی سازندگان قطعات الکترونیک گشود. نکته ای که در صنعت بسیار مهم به نظر می رسد اندازه گیری پارامتر هایی مثل دما ، فشار و میزان جابه جایی اجسام و ... می باشد که کار 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

 فصل اول : مقدمه ای بر   AVR

در این فصل هدف بر این است که یک توضیح کلی در مورد AVR کفته شود

یکی از جدید ترین میکروکنترلر های قوی عرضه شده به بازار الکترونیک متغلق به شرکت ATMEL به نام میکروکنترلرهای AVR می باشد این میکرو کنترلر هشت بیتی به علت وجود کامپایلر های قوی به زبان سطح بالا مورد استقبال فراوانی قرار گرفت یادگیری و استفاده از این میکروکنترلر بسیار ساده می باشد و دامنه استفاده آن بسیار وسیع می باشد

از جمله مزیت های آن حافظه بالاتر نسبت به میکروکنترلر های قبلی و وجود دستورات وسیع میباشد و همچنین بر خلاف زبان های سطح بالا که کدهای بیشتری را نسبت به زبان اسمبلی تولید میکردند تولید کدهارا به مینیمم رسانده و با ایجاد تحولی عظیم در معماری میکروکنترلر ها عملیات را تنها در یک سیکل ماشین انجام می دهد و از 32 رجیستر همه منظوره استفاده می کند  که این خود باعث شده که 4 تا 12 بار سریعتر از میکروکنترل های قبلی باشد و دارای  حافظه  کم مصرف غیرفرار نیز می باشند که و با به کار بردن تکنولوژی شرکت ATMEL حافظه های FLASH وEEPROM  در داخل مدار قابل برنامه ریزی هستند

اکثر میکرو کنترلر ها کلاک اسیلاتور به سیستم را را با نسبت 4/1 یا 12/1 تقسیم می کنند که خود باعث کاهش سرعت می شود امادر AVR کلاک اسیلاتور با کلاک داخلی سیستم یکی می شود و هیچ تقسیم کننده ای در داخل AVR وجود ندارد و بنابراین اختلاف فاز کلاک وجود ندارد.

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

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

همچنین برای دسترسی سریعتر به منغییرهای محلی و کاهش کد نیاز به افزایش رجیسترهای همه منظوره است AVR  ها دارای 32 رجیستر هستند که مستقیم به LOGIC ALU منصل شده اند و تنها در یککلاک سیکل به این واحد دسترسی پیدا می کنند. سه جفت از این از این رجیستر ها می توانند به عنوان رجیستر 16 بیتی استفاده شوند.

میکرو کنترلر های AVR به سه نوع AT90S ,‌ TINY AVR و MEGAAVR تقسیم بندی شده اند .

 1-1میکرو کنترل های TINY AVR

به طورکلی و نمونه می توان به چند تا از میکروکنترلر های معروف AVR اشاره کرد که عبارتند از ATTINY 10 , 11 , 12 , 15L , 26 , 26L , 28L , 28

شکل 1

 برخی از خصوصیات ATTINY 10,11,12

• کارآیی بالا و توان مصرفی کم
• دارای 90 دستورالعمل با کارآیی بالا که اکثرا تنها در ی
• ک سیکل اجرا می شوند
• 8*32 رجیستر کاربردی
• سرعتی تا 8 مگاهرتز
• یک کیلوبایت 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 پاک کردن
• قفل برنامه FLASH و حافظه EEPROM
• یک تایمر-کانتر 8 بیتی
• یک 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 بیکاری 5/ میلی آمپر
• ولتاژ عملیاتی  1.5 تا 5.5 ولت برای ATTINY 12
• فرکانس کاری تا 8 مگاهرتز

 

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

اما فیوز بیت های این خانواده که 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 که با پاک شدن میکرو تاثیری نمی بینند و در واقع تعیین کننده برخی از شرایط کاری میکرو می باشند  پیشنهاد می شود جهت آشنایی بیشتر با این فیوز بیت ها به کتاب هایی که در زمینه میکرو کنترلر های avr توشتهشده است مراجعه شود اما برای اطلاع بیشتر برنامه ریزی این فیوز بیت ها در برتامه ای مثل BASCOM کاری بسیار راحت می باشد که 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 که عبارتند از:

• دو تایمرـ کانتر 8 بیتی
• 4 کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال و یک کانال تفاضلی آنالوگ به دیجیتال با کنترل گین X 20
• مدار POWER-ON RESET
• اسیلاتور داخلی کالیبره شده 6/1 مگاهرتزی  وقابل تنظیم
• خروجی PWM ,8 بیتی با فرکانس 150 کیلو هرتز
• عملکرد کاملا ثابت
• توان مصرفی در حالت فعال 3 میلی آمپر و در حالت بیکاری 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 که با میکرو های قبلی تا حدودی فرق میکند که در زیر به بعضی از آنها اشاره می کنیم .

• دارای 118 دستورالعمل با کارآیی بالا که اکثرا در یک سیکل اجرا می شوند.
• سرعتی تا 16 مگاهرتز
• 2 کیلو حافظه FLASH قابل برنامه ریزی و پایداری آن تا 1000 بار نوشتن و پاک کردن
• 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
• یک تایمر ـکانتر 8 بیتی
• یم تایمر ـ کاتنتر 8 بیتی پر سرعت
• دوخروجی PWM فرکانس بالا
• 11 آنالوگ ADC با کنترل گین X1 تا X20  و 8 کانال شیز تفاضلی
• یک مقایسه گر آنالوگ داخلی
• دارای اسیلاتور داخلی
• ولتاژ کاری 2.7 تا 5.5 ولیت برای ATTINY 26L  و 4.5 تا 5.5  ولت برای
• فرکانس کاری 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 که 12 پایه آن بدون مصرف است.
• دارای دو بایت فیوز بیت می باشد

شکل 3 

خصوصیات  ATTINY 28L , 28V

شکل 5

• دارای 90 دستورالعمل
• 2کیلو بایت حافظه FLASH سرعتی تا 4 مگا هرتز
• دارای یک تایمر ـ کانتر 8 بیتی
• یک مقایسه گر انالوگ داخلی
• دارای اسیلاتور داخلی
• توان مصرفی 3 میلی امپر در حالت فعال
• و در حالت بیکاری 1.2 میلی آمپر
• ولتاژ کاری 1.87 تا 5.5 ولت برای ATTINY 28V
• ولتاژ کاری 2.7 تا 5.5 ولنت برای ATTINY 28L
• فرکانس 1.2 مگا هرتز برای ATTINY 28V
• فرکانس 4 مگاهرتز برای ATTINY 28L
• دارای 28 پایه در بستع بندی PDIP و 32 پایه در نوع TQFP و MLF
• دارای 5 فیوز بیت