فایل ورد کامل مقاله دستورکار آزمایشگاه میکروپروسسور؛ بررسی علمی مبانی فنی، روش‌های آزمایشگاهی و کاربردهای آموزشی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله دستورکار آزمایشگاه میکروپروسسور؛ بررسی علمی مبانی فنی، روش‌های آزمایشگاهی و کاربردهای آموزشی دارای ۵۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله دستورکار آزمایشگاه میکروپروسسور؛ بررسی علمی مبانی فنی، روش‌های آزمایشگاهی و کاربردهای آموزشی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله دستورکار آزمایشگاه میکروپروسسور؛ بررسی علمی مبانی فنی، روش‌های آزمایشگاهی و کاربردهای آموزشی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله دستورکار آزمایشگاه میکروپروسسور؛ بررسی علمی مبانی فنی، روش‌های آزمایشگاهی و کاربردهای آموزشی :

آشنایی با نرم افزار Proteus
نرم افزار Proteus یکی از پرکاربرد ترین نرم افزار ها در زمینه ی شبیه سازی و تحلیل مدارهای الکترونیکی می باشد. هر چند این نرم افزار در زمینه ی تحلیل مدارهای آنالوگ نیز کاربرد دارد اما کاربرد اصلی این نرم افزار در شبیه سازی مدارات دیجیتال و اطمینان از صحت عملکرد آن قبل از پیاده سازی سخت افزاری می باشد. شهرت اصلی این نرم افزار به خاطر محیط ساده، کاربری

آسان و کتابخانه ی وسیع آن می باشد. بدین منظور در این دستور کار سعی شده تا علاوه بر آشنایی شما با این نرم افزار به تحلیل مدارات هر آزمایش با این برنامه بپردازیم. بدین منظور در نظر داریم با توضیح مختصری از این نرم افزار، با شیوه ی عملکرد آن در حد نیاز آشنا شویم.
تصویر زیر ( شکل ۱ ) محیط نرم افزار Proteus را نشان می دهد. همان طور که می بینید محیط این نرم افزار از قسمت های متعددی ساخته شده که در ادامه شما را با قسمت های مورد نیازتان آشنا می کنیم.

شکل ۱- محیط نرم افزار Proteus
اولین عملی که می بایست در راستای تحلیل یک مدار انجام داد، چگونگی آوردن قطعات مداری و اتصال آن ها به یکدیگر می باشد. برای آوردن قطعات مورد نیاز از کتابخانه ی Proteus مطابق شکل زیر ( شکل ۲ ) پس از انتخاب حالت Component Mode از نوار کناری، بر روی گزینه ی P کلیک می کنید تا کتابخانه ی مورد نظر باز شود .

شکل ۲
در پنجره ی باز شده در قسمت Keywords (همان طور که نشان داده شده ) نام قطعه ی مورد نظر را وارد می کنیم ( شکل ۳ بالا ). به عنوان مثال می نویسیم atmega16 (شکل ۳ وسط )، اکنون از لیست آورده شده در سمت چپ یکی از انواع آی سی Atmega16 را با توجه به نوع آی سی که در آزمایشگاه در اختیار داریم انتخاب می کنیم (به عنوان یک گزینه ی خوب می توانید روی ATMEGA16 کلیک کنید) و روی گزینه ی OK کلیک کنید( شکل ۳ پایین ).

شکل ۳
حال در محیط کار (زمینه ی خاکستری رنگ ) یک کلیک کنید و قطعه ی مورد نظر را در مکان مورد نظرتان با یک کلیک دیگر قرار دهید ( شکل ۴ ).

شکل ۴

قطعات دیگر را نیز به همین صورت می توانید انتخاب کنید. مورد دیگر منابع ولتاژ یا جریان می باشد بدین منظور می توانید با کلیک بر روی گزینه ی Generator Mode و انتخاب هر یک از انواع منبع مورد نیاز آن را به محیط کار اضافه کنید. به عنوان مثال با انتخاب گزینه ی DC یک منبع ولتاژ DC و یا با انتخاب SINE یک منبع ولتاز سینوسی با دامنه، فرکانس و ; قابل تنظیم را می توانید به محیط کار اضافه کنید ( شکل ۵ ).

شکل ۵
یک نکته دیگر که معمولا در تمامی مدار ها به آن نیاز دارید زمین مدار است برای افزودن زمین به مدار خود از Terminals Mode‌ روی گزینه ی GROUND کلیک کرده و آن را به محیط مدارتان اضافه کنید.

شکل ۶
و اما یکی دیگر از قابلیت های بسیار جالب و مهم این نرم افزار وجود ابزار های اندازه گیری مثل اسیلوسکوپ، ولت متر، آمپرمتر و ; می باشد برای استفاده از این وسایل کافی است با کلیک روی گزینه ی Virtual Instruments Mode ابزار مورد نظرتان را انتخاب و از آن بهره ببرید (شکل ۷ ).

شکل ۷
خوب تا به این جا با نحوه ی آوردن قطعات مورد نیاز در محیط کار آشنا شدیم در ادامه با نحوه ی سیم بندی مدار در نرم افزار Proteus آشنا می شویم. هرگاه بخواهیم دو نقطه از مدار را به یکدیگر متصل کنیم کافی است با کلیک روی پایه ی مورد نظر از المان مورد نظر حالت سیم بندی را فعال کرده و آن را به قسمتی از مدار که می خواهیم با سیم به آن اتصال برقرار شود، وصل می کنیم این عمل در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل ۸
از آن جا که در این آزمایشگاه با آی سی های قابل برنامه ریزی کار می کنیم بایستی بتوان آی سی مورد نظر را ( به عنوان مثال atmega16 در این جا ) در محیط Proteus برنامه ریزی کرد و نتایج را مشاهده نمود. به منظور برنامه نویسی آی سی از نرم افزار های دیگر مثل Codevision، Bascom و ; استفاده می کنیم که در ادامه با Codevision آشنا می شویم. اما این گونه برنامه ها یک فایل با پسوند .hex تولید می کنند که از این فایل برای برنامه ریزی آی سی مورد نظر در محیط Proteus استفاده می کنیم. فرض کنید که چنین فایلی نوشته شده و آن را داریم. کاری که در محیط Proteus بایستی انجام شود به صورت زیر است :

روی آی سی مورد نظر دو بار کلیک ( دابل کلیک ) کنید تا پنجره ی زیر باز شود ( شکل ۹ ). رو به روی گزینه ی Program File روی علامت زرد رنگ کلیک کنید تا پنجره ی بعدی باز شود.

شکل ۹

حال در پنجره ی باز شده به مسیری که فایل .hex ذخیره شده می رویم و با انتخاب آن و زدن گزینه ی Open در این پنجره و زدن گزینه ی OK در پنجره ی زیری، آی سی برنامه ریزی ( پروگرام ) می شود. حال می توان با زدن کلید Play در گوشه ی سمت چپ، پایین، نتیجه را مشاهده کنید. برای توقف اجرای شبیه سازی روی دکمه ی Stop کلیک کنید ( شکل ۱۰ ).

شکل ۱۰

آشنایی با نرم افزار CodeVisionAVR
همان طور که در بخش قبلی نیز اشاره شد نرم افزار CodeVisionAVR‌ ، نرم افزاری به منظور کد نویسی و پروگرام کردن آی سی های خانواده ی AVR می باشد. زبان کدنویسی این نرم افزار بسیار شبیه زبان برنامه نویسی C می باشد. تصاویر آورده شده در این بخش از نسخه ی ۲۰۴۴a آورده شده لیکن با توجه به کلیت مطالب، در مورد سایر نسخه های این نرم افزار نیز برقرار است. شکل زیر ( شکل ۱۱ ) تصویری کلی از محیط این نرم افزار می باشد. همان طور که مشاهده می کنید بخش های متعددی در این نرم افزار وجود دارد اما ما به توضیح آن چه بدان نیازمندیم می پردازیم.

شکل ۱۱
اولین نیاز برای کد نویسی ، باز کردن صفحه ای برای نوشتن کد ها می باشد بدین منظور از گزینه ی File روی عنوان New کلیک می کنیم ( شکل ۱۲ ). از پنجره ی باز شده عبارت Project را انتخاب کرده و روی گزینه ی OK کلیک می کنیم ( شکل ۱۳ ).

شکل ۱۲

شکل ۱۳

پس از زدن گزینه ی OK پنجره ی جدیدی باز می شود (شکل ۱۴ ) که از شما می پرسد آیا می خواهید از امکانات CodeWizardAVR استفاده کنید یا خیر؟ CodeWizardAVR قابلیتی است در برنامه ی Codevision‌ که عمل برنامه نویسی را راحت تر می کند، بنابراین با انتخاب گزینه ی Yes از این امکانات بهره می بریم.

شکل ۱۴

در صورت زدن گزینه ی Yes پنجره ی زیر باز می شود ( شکل ۱۵ ) که شامل گزینه هایی برای تنظیم نوع آی سی مورد استفاده و بخش های مختلف آن از جمله تعریف نوع پایه ها به عنوان ورودی یا خروجی، منبع اسیلاتور برای کلاک پالس آی سی، تنظیمات مربوط به وقفه و تایمر/کانترها و ; می باشد. که هر کدام را در جای خود توضیح می دهیم.

شکل ۱۵

برای شروع از سربرگ Chip، روی گزینه ی Chip، نوع آی سی را که همان atmega16 است انتخاب می کنیم و در نوار زیری یعنی Clock، فرکانس کار آی سی را مشخص می کنیم. به عنوان مثال آن را روی ۱MHz قرار می دهیم این بدان معنی است که فرکانس کلاک پالس آی سی شما صرف نظر از چگونگی تولید آن برابر یک مگا هرتز است ( شکل ۱۶ ).

شکل ۱۶
حال وارد سربرگ Ports شوید. در این سربرگ تنظیمات مربوط به پایه های آی سی را انجام می دهیم به این صورت که برای هر کدام از دسته پورت های Port A، Port B، Port C و Port D مشخص می کنیم که کدام پایه را به عنوان ورودی و کدام پایه را به عنوان خروجی تعریف کنیم. برای این کار با کلیک روی کلید کنار هر پایه ی پورت آن را در حالت ورودی ( In ) یا (‌ Out ) قراردهید. به عنوان مثال با کلیک روی کلید کناری Bit 0 از Port A آن را در حالت Out قرار دهید این بدان معناست که پایه ی صفرم از پورت A مربوط به آی سی atmega16 شما به عنوان یک پایه ی خروجی تعریف می شود ( شکل ۱۷ ).

شکل ۱۷

فعلا با سایر بخش ها کاری نداریم. حال پس از تعیین نوع آی سی و فرکانس کاری آن و تعیین پایه های ورودی و خروجی بایستی فایل را ذخیره کنیم برای این کار روی گزینه ی File از پنجره ی CodeWizardAVR روی عبارت Generate, Save and Exit می رویم ( شکل ۱۸ ). در این حالت بایستی پروژه را در آدرس مورد نظرتان در سه مرحله ذخیره کنید که برای اجتناب از هر اشتباه نام فایلتان را در هر سه مرحله یکسان وارد کنید. منظور از سه مرحله این است که در پنجره ی اول نام فایل با پسوند .c ( C Compiler File ) را از شما می گیرد در پنجره ی بعدی فایل با پسوند .prj ( Project File ) و در پنجره ی سوم فایل با پسوند .cwp ( CodeWizardAVR project files ) را. یعنی برای هر پروژه سه فایل در ابتدا ایجاد می شود که همان طور که تذکر داده شد نام هر سه را یکسان وارد کنید ( شکل ۱۹ ).

شکل ۱۸

شکل ۱۹
پس از آن می بینید که فایل کد ها در محیط Codevision ایجاد می شود اما به این نکته توجه کنید که این کد ها تنها شامل تنظیمات اولیه ای می باشد که شما آن را در CodeWizardAVR انجام دادید( شکل ۲۰ ).

شکل ۲۰
در ادامه می بایست کد های خود را در این پنجره بنویسیم. البته برای اینکه پنجره ی کدها خلوت تر شود می توانید توضیحاتی را که به رنگ آبی نوشته شده و با دو علامت // شروع می شوند را پاک کنید (شکل ۲۱).

شکل ۲۱
با فرض اینکه کدهای برنامه ی مورد نظر را برای آی سی میکروپروسسور نوشته ایم مراحل را در نرم افزار Codevision ادامه می دهیم. فایلی که در محیط سخت افزاری در آی سی میکرو پروگرام می شود و منجر به انجام امور مورد انتظار توسط آی سی می گردد فایلی است با پسوند .hex که بایستی توسط برنامه از روی کدهای نوشته شده تولید شود. برای این کار بر روی گزینه ی Compile the project کلیک کنید. این امر بدین منظور انجام می گیرد که برنامه کدهای شما را چک کرده

و اگر در کد های نوشته شده مشکل برنامه نویسی وجود داشته باشد با اعلام آن ها در بخش Errors و Warnings اولا شما را از وجود آن ها مطلع کند و ثانیا با توضیحات آورده شده در این دو بخش شما را در حل مشکل یاری نماید. علاوه بر این پنجره ای باز می شود که اطلاعاتی راجع به وضعیت حافظه های داخلی آی سی به شما می دهد ( شکل ۲۲ ).

شکل ۲۲

اگر برنامه ایرادی نداشت یا ایراد آن را برطرف کردید در ادامه با کلیک روی گزینه ی Build all project files فایل با پسوند .hex ایجاد می شود (شکل ۲۳ )، که این همان فایل هِگزی است که در بخش مربوط به نرم افزار Proteus از آن برای پروگرام کردن آی سی استفاده کردیم.

شگل ۲۳

تا به این جا با روال کار با دو نرم افزار Proteus و CodeVisionAVR آشنا شدید. اکنون زمان آن رسیده که خودتان دست به کار کد نویسی شوید. برای آشنایی با زبان کدنویسی در محیط Codevision
فایل C language.pdf را از سایت دانلود و مطالعه کنید.

آزمایش مقدماتی
آشنایی با مراحل برنامه ریزی میکروکنترلرهای AVR

موارد خواسته شده در پیش گزارش این آزمایش
۱- نوشتن کد برنامه در CodeVisionAVR.
۲- بستن مدار شبیه سازی توضیح داده شده در بخش ( ۰-۳ ).
۳- پاسخ به سوالات مطرح شده در طول آزمایش.
۴- به همراه داشتن فایل کدهای CodeVision و فایل Proteus مربوط به مدار شبیه سازی.

مروری بر چگونگی انجام آزمایش
۰-۱- برنامه ی زیر را که به زبان C نوشته شده است در نظر بگیرید:

#include <mega16.h>
#include <delay.h>
void main(void)
{
PORTA=0x00; DDRA=0x00;
PORTB=0x00; DDRB=0x00;
PORTC=0x00; DDRC=0x00;
PORTD=0x00; DDRD=0xFF;
while (1)
{
PORTD=0x01;delay_ms(100);
PORTD=0x02;delay_ms(100);
PORTD=0x04;delay_ms(100);

PORTD=0x08;delay_ms(100);
PORTD=0x10;delay_ms(100);
PORTD=0x20;delay_ms(100);
PORTD=0x40;delay_ms(100);
PORTD=0x80;delay_ms(100);
};
}

سوال: این برنامه را به صورت خط به خط تحلیل کنید.

۰-۲- این برنامه را در محیط نرم افزار CodeVisionAVR به کمک بخش CodeWizardAVR، بـرای تراشه ی atmega16 فرکانس کاری ۱MHz، بنویسید.

۰-۳- حال به کمک نرم افزار Proteus، محیطی برای شبیه سازی و تست این برنامه فراهم کنید. برای این کار می توانید از شکل زیر کمک بگیرید( شکل ۰-۱ ).

شکل ۰-۱
( راهنمایی: برای آوردن LED ها از کتابخانه به محیط شبیه سازی پس از ورود به بخش کتابخانه ی Proteus در قسمت Keywords، وارد کنید LED-GREEN ).
۰-۴- اکنون برنامه را اجرا کرده و آن چه را مشاهده می کنید به همراه علت در گزارش کار بنویسید.
۰-۵- حال به کد برنامه برگردید و زمان های تاخیر در تابع delay_ms را از ۱۰۰ به ۵۰ تغییر دهید و دوباره برنامه را اجرا کنید. چه تغییری مشاهده می کنید؟ پاسخ تان به همراه علت را در گزارش کار بنویسید.

آزمایش شماره ی یک
آشنایی با عملکرد درگاه های میکروکنترلرهای AVR

موارد خواسته شده در پیش گزارش این آزمایش
۱- نوشتن کد برنامه در CodeVisionAVR.
۲- بستن مدار شبیه سازی توضیح داده شده در بخش طراحی.
۳- پاسخ به سوالات مطرح شده در طول آزمایش.
۴- به همراه داشتن فایل کدهای CodeVision و فایل Proteus مربوط به مدار شبیه سازی.