طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVRو کارت حافظه ی MMC

دسته: کامپیوتر و IT
بازدید: 148 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 1052 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 65

در این پروژه سعی بر این است که علاوه بر آشنایی با میکروکنترلر AVRو محیط نرم افزاری (labview) سخت افزار،به گونه ای طراحی شود که با دریافت سیگنال آنالوگ ورودی (صوت) از میکروفن ، از طریق واحدADC میکرو این سیگنال به دیجیتال تبدیل شود و با توجه به برنامه‎ای که در داخل میکرو تعبیه شده است،این اطلاعات به داخل MMC ریخته شده ومیکرو با دریافت فرمان از کامپ

قیمت فایل فقط 4,900 تومان

طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر  AVRو کارت حافظه ی MMC

مقدمه:

در این پروژه سعی بر این است که علاوه بر آشنایی با میکروکنترلر AVRو محیط نرم افزاری (labview) سخت افزار،به گونه ای طراحی شود که با دریافت سیگنال آنالوگ ورودی (صوت) از میکروفن ، از طریق واحدADC  میکرو این سیگنال به دیجیتال تبدیل شود و با توجه به برنامه‎ای که در داخل میکرو تعبیه شده است،این اطلاعات به داخل MMC ریخته شده ومیکرو با دریافت فرمان از کامپیوتر به صورت ارتباط سریال دستور پخش را دریافت می‎کند و از طریق واحد تایمر/ کانترکه در مد PWM کار می‎کند,اطلاعات ذخیره شده در MMC را با آشکار سازی موج PWM توسط یک انتگرال گیر،باز سازی و به آنالوگ تبدیل می‎کند و این سیگنال آنالوگ بوسیله یک سری مدارات مورد نیاز برای پخش از طریق یک هدفن پخش می‎گردد.

فصل اول :

نگاهی اجمالی به میکروکنترلرها

بخش اول : میکروکنترلرها

سیر تكاملی میكروكنترلرها :

اولین میكروكنترلرها در اواسط دهه 1970 ساخته شدند. این میكروكنترلرها در ابتدا پردازنده‎های ماشین حساب بودند که دارای حافظه برنامه كوچكی از نوع ROM ، حافظ داده از نوعRAM  وتعدادی درگاه ورودی وخروجی بودند.    

با توسعه فناوری سیلیكون ، میكرو كنترلرهای 8 بیتی قویتری ساخته شدند . در این میكروكنترلرها علاوه بر بهینه شدن دستورالعمل ها، تایمر /شمارنده روی تراشه، امكانات وقفه و كنترل بهینه شده خطوط ورودی وخروجی نیز به آن اضافه شده است. حافظه موجود بر روی تراشه هنوز هم محدود می‎باشد و دربسیاری موارد كافی نیست .یكی از پیشرفتهای قابل توجه در آن زمان، قابلیت استفاده از حافظه EPROM قابل پاك شدن با اشعه ماورا بنفش، روی تراشه بود این قابلیت، زمان طراحی و پیاده سازی محصول را بطور محسوسی كاهش داد و نیز برای اولین بار امكان استفاده از میكروكنترلرها را در كاربردهایی كه حجم تولید پایینی دارند، فراهم ساخت.

خانواده 8051 در اوایل دهه 1980 توسط شركت اینتل معرفی گردید . از آن زمان تاكنون 8051 یكی از محبوبترین میكروكنترلرها بوده و بسیاری از شركتها دیگر نیز به تولید آن اقدام كرده‎اند . در حال حاضر مدل‎های مختلفی از 8051 وجود دارد كه در بسیاری از آنها امكاناتی نظیر مبدل آنالوگ به دیجیتال حجم نسبتاً بزرگ از حافظه برنامه و حافظه داده،مدولاتور عرض پالس(PWM) در خروجی‎ها كه امكان پاك كردن و برنامه ریزی مجدد آن توسط سیگنال‎های الکتریکی  وجود دارد،تعبیه شده است.

  میكروكنترلرها اكنون به سمت 16 بیتی شدن در حركت هستند . میكروكنترلر های 16 بیتی، پردازنده‎هایی با كارایی بالا (نظیر پردازش سیگنالهای دیجیتال ) می‎باشند كه در كنترل فرایندهای بلادرنگ و در مواردی كه حجم زیادی از عملیات محاسباتی مورد نیاز است، به كار برده می‎شوند.                                                                               

بسیاری از میكروكنترلرهای 16 بیتی، امكاناتی نظیر حجم زیاد حافظه برنامه و حافظه داده، مبدل های آنالوگ به دیجیتال چند كانالی، تعداد زیادی درگاهI/O ، چندین درگاه سریال، عملكردهای بسیار سریع ریاضی و منطقی و مجموعه دستورالعمل‎های بسیار قدرتمند با قابلیت پردازش سیگنال را دارا می‎باشند .

معماری داخلی میكرو كنترلرها:

ساده ترین معماری میكروكنترلر، متشكل از یك ریز پردازنده، حافظه و درگاه ورودی/خروجی است. ریز پردازنده نیز متشكل از واحد پردازش مركزی (CPU)و واحد کنترل(CU) است.

 CPUدر واقع مغز یك ریز پردازنده است و محلی است كه در آنجا تمام عملیات ریاضی و منطقی ،انجام می‎شود. واحد كنترل ، عملیات داخلی ریزپردازنده را كنترل می‎كند و سیگنال‎های كنترلی را به سایر بخش‎های ریز پردازنده ارسال می‎كند تا دستورالعمل‎های مورد نظر انجام شوند.

حافظه بخش بسیار مهمی از یک سیستم میکروکامپیوتری است.ما می‎توانیم بر اساس بکارگیری حافظه ،آن را به دو گروه دسته‎بندی می‎کنیم: حافظه برنامه و حافظه داده . حافظه برنامه ، تمام كد برنامه را ذخیره می‎كند .این حافظه معمولا از نوع فقط خواندنی (ROM) می باشد. انواع دیگری از حافظه‎ها نظیرEPROM وحافظه‎های فلش EEPROM برای کاربردهایی که حجم تولید پایینی دارند وهمچنین هنگام پیاده‎سازی برنامه به كار می‎روند . حافظه داده از نوع حافظه خواندن/نوشتن(RAM) می‎باشد. در كاربردهای پیچیده كه به حجم بالایی از حافظه ‎‎RAM  نیاز داریم ، امكان اضافه كردن تراشه های حافظه بیرونی به اغلب میكروكنترلر ها وجود دارد.

در گاههای ورودی / خروجی (I/O) به سیگنال‎های دیجیتال بیرونی امكان می‎دهند كه با میكروكنترلر ارتباط پیدا كند .درگاههای (I/O) معمولاً به صورت گروههای 8 بیتی دسته بندی می‎شوند و به هر گروه نیز نام خاصی اطلاق می­­شود به عنوان مثال ، میكروكنترلر 8051 دارای 4 درگاه ورودی / خروجی 8 بیت می‎باشد که P3,P2,P1,P0 نامیده می‎شوند. در تعدادی از میكروكنترلرها ، جهت خطوط درگاه I/O  قابل برنامه ریزی می‎باشد . لذا بیتهای مختلف یك درگاه را می توان به صورت ورودی یا خروجی برنامه‎ریزی نمود. در برخی دیگر از میكروكنترلرها (از جمله میكروكنترلرهای 8051) درگاههای I/O به صورت دو طرفه می‎باشند . هر خط از درگاه I/O  این گونه میكرو كنترلرها را می توان به صورت ورودی و یا خروجی مورد استفاده قرار داد . معمولاً ، این گونه خطوط خروجی ، به همراه مقاومتهای بالا كش بیرونی به كار برده می‎شوند.

خانواده AVR :

میکروکنترولر AVR به منظور اجرای دستورالعملهای قدرتمند در یک سیکل کلاک (ساعت) به اندازه کافی سریع است و می‎تواند برای شما آزادی عملی را که احتیاج دارید به منظور بهینه سازی توان مصرفی فراهم کند . میکروکنترلر  AVR بر مبنای معماری(RISC کاهش مجموعه‎ی دستورالعملهای کامپیوتر ) پایه‎ گذاری شده و مجموعه ای از دستورالعملها را که با 32 ثبات کار می‎کنند ترکیب می‎کند . به کارگرفتن حافظه از نوع Flash  که AVR ها به طور یکسان از آن بهره می‎برند از جمله مزایای آنها است.یک میکرو AVR می‎تواند 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 می‎شوند البته انواع توان پایین نیز وجود دارند که بهLow Power معروفند. ویژگیهایی که سبب شد، AVRها جای 8051 را بگیرند،عبارتست از:

1. 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 می‎برند. این میکروها تا مقدار 1.8 ولت قابل تغذیه هستند که این امر باعث طولانی تر شدن عمر باتری می‎شود. در میکروهای با توان پایین ، عملیات شبیه حالت Standby است یعنی میکرو می‎تواند تمام اعمال داخلی و جنبی را متوقف کند و کریستال خارجی را به همان وضعیت شش کلاک در هر چرخه رها کند !
2. 2.      حافظه ی فلش خود برنامه ریز با امکانات خاص
3. 3.      قابلیت دوباره برنامه ریزی کردن بدون احتیاج به اجزای خارجی
4. 4.      بایت کوچک که به صورت فلش سکتور بندی شده اند
5. 5.      داشتن مقدار متغیر در سایز بلوک بوت
6. 6.      خواندن به هنگام نوشتن
7. 7.      بسیار آسان برای استفاده
8. 8.      کاهش یافتن زمان برنامه ریزی
9. 9.      کنترل کردن برنامه ریزی به صورت سخت افزاری

10. استفاده از فیوزها و بیتهای قفل

11. ایزوله بودن نسبت به نویز که باعث کابرد آن در محیط صنعتی می شود.

راههای مختلف عمل برنامه ریزی :

ü     موازی یاparallel  یکی از سریعترین روشهای برنامه ریزی.

ü     خود برنامه ریزی توسط هر اتصال فیزیکی.

ü     برنامه ریزی توسط هر نوع واسطی از قبیل  TWIو SPI و غیره، دارا بودن امنیت صد درصد در بروزرسانی و کد کردن.

ü     : SPI واسطه سه سیمی محلی برای بروزرسانی سریع ، آسان و موثر در استفاده.

ü     واسط JTAG : واسطه ای که تسلیم قانون IEEE 1149.1 است و می‎تواند به صورت NVM برنامه‎ریزی کند یعنی هنگام قطع جریان برق داده‎ها از بین نروند .

AVR همچنین مجهز به امکانات دیگر مانند تایمر واچ داگ و مبدل‎های ADC  و  PWM است.

یکی از مهمترین بخشهای AVR  که کمتر در هر میکروکنترلرهای دیگر دیده می‎شود مقایسه کننده آنالوگ با گین 1 و 200 و ... می باشد. لازم به ذکر است که در 8051 باید از فلش(EEPROM) وADC و کریستال مولد ساعت به صورت بیرونی استفاده می‎کردیم اما در AVR  این امکانات به صورت درونی وجود دارد .

انواع میکروهایAVR  :

شرکتATMEL  که شرکت اصلی تولید کننده میکروهایAVR  می‎باشد, سه نوع میکروکنترلر AVR تولید می‎کند :

(1سری Tiny (2 سری AT90s (3 سریATmega

که هر سری از این میکروها ویژگیهای خاصی داشته و در مصارف خاصی کاربرد بیشتری دارند که در ذیل به توضیح مختصری پیرامون هر یک از این سری‎ها پرداخته می‎شود :

سریTiny:

میکروهای این سری برای : 1- کاهش قیمت 2- صرفه جویی در وقت بهینه شده‎اند ، میزان مصرف ،  حجم حافظه و تعداد پایه ها در میکروهای این سری کم است.

از جمله میکروهای این سری می‎توان موارد زیر را نام برد :

• AT tiny 10

• AT tiny 11

• AT tiny 12

• AT tiny 15 L

• AT tiny 26

• AT tiny 26 L

• AT tiny 28 L

سری 90s:

از نظر حجم حافظه و تعداد پین ورودی / خروجی و توان مصرفی متوسط می‎باشد و به آن AVR معمولی هم می­گویند.چند نمونه معروف از این میکروها در زیر نام برده شده است :

• AT 90s 1200

• AT 90s 2313

• AT 90s2323/LS2323/S2343/LS2343

• AT 90s 2333/LS2333/S4433/LS4433

• AT 90s 8515

• AT 90s 8535/LS8535

جهت دریافت فایل طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر  AVRو کارت حافظه ی MMC لطفا آن را خریداری نمایید

قیمت فایل فقط 4,900 تومان

برچسب ها : طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVRو کارت حافظه ی MMC , کامپیوتر , نرم افزار , سخت افزار , برنامه نویسی , اینترنت , ضبط و پخش سیگنال , میكروكنترلرها , دانلود طراحی و ساخت سیستم ضبط و پخش سیگنال با میکروکنترلر AVRو کارت حافظه ی MMC , سیگنال‎های الکتریکی , طراحی و ساخت سیستم ضبط , پخش سیگنال با میکروکنترلر , معماری داخلی میكرو كنترلرها , کا