------( میکروالکترونیک )------( الکترونیک دیجیتال )------( سفارش طراحی و برنامه نویسی پروزه های شما )------( الکترونیک مقدماتی )--------(www.project-esisis.com)------	تقویم ابزار های وبلاگ نویسی نمایشگر تاریخ به صورت فارسی

Digital Voltmeter 7Segment x 4

در این آزمایش از سرعت قابل توجه میکروکنترلر AVR برای راه اندازی 4 نمایشگر 7segment توسط فقط یک پورت میکرو استفاده می کنیم . برای اینکار باید نمایشگرها با سرعت زیاد خاموش و روشن شوند (زمانی که یک نمایشگر روشن است دیگری خاموش باشد و بالعکس) بطوریکه چشم آنها را بطور پیوسته روشن ببیند.توجه داشته باشید که حداکثر مجاز به استفاده از 12 پین(یک پورت و4 پین دیگر)از میکرو هستید. هدف دیگر تبدیل این نمایشگر به یک ولتمتر با سه رقم اعشار می باشد که  هم زمان بتواند بعنوان ولت متر AC یا DC مورد استفاده کاربر قرار گیرد.

اجزاء:

1. نواسان ساز خارجی 8 MHZ
2. میکرو کنترلر AVR Atmega8
3. مدار ریست میکروکنترلر Reset
4. تراشه TTL74541 که بعنوان بافر تقویت کننده برای راه اندازی سون سگمنت های که بصورت پشت سرهم متصل شده اند
5. مقاومت محدود کننده جریان برای LEDهای هر سگمنت تا در هنگام روشن شدن تکی باعث سوختن آنها نشود جریان زیاد بافر
6. سونسگمنت که می تواند از انواع مختلف باشد فقط جریان کشیده شده هر سگمنت باید با تراشه بافر مچ باشد
7. ترانزیستور BC547 که بعنوان سوئیچ در این مدار استفاده شده و هر سگمنت را توسط میکرو پلکس میکند تک تک روشن می کند چون سگمنت از نوع کاتد مشترک پس به پایه منفی تغذیه سوئیچ می کند
8. قطعات اضافی برای بخش ADC
9. یکسو ساز دیودی نیم موج همراه با پل مقاومتی با یک پتانسیومتر مولتی ترن برای کالیبره کردن ولتمتر که با تغییر آن می توانید تغییر ولتاژ خروجی را ملاحظه نمائید.
10. تولید کننده ولتاژ مرجع از نوع خارجی در محدوده 2.56 ولت
11. نمایش ولتمتر و ملاحظه دقت برنامه نوشته شده

سون سگمنت Seven Segment:

سون سگمنت ها نمایشگر های ارزان قیمتی هستند که جهت نمایش اعداد استفاده می شوند. استفاده از سون سگمنت ها، به جای نمایشگر های LCD به مقدار زیادی هزینه ها را کاهش می دهد. یک سون سگمنت در حقیقت از چند LED که به شکل ۸ انگلیسی کنار هم قرار گرفته اند ساخته می شود.

شکل زیر ساختار یک سون سگمنت آند مشترک را نشان می دهد:

سگمنت های یک نمایشگر سون سگمنت مطابق شکل زیر نام گذاری می شوند

کاتد مشترک :

در این دسته از سون سگمنتها،کاتد تمامی LED های موجود در سون سگمنت به یکدیگر متصل شده است. به این معنا که برای روشن شدن هرکدام از LED های a تا g کافی است که پایه مشترک (پایه کاتد مشترک) رو به صفر (زمین) وصل کنیم و برای روشن شدن هر سگمنت به پایه ی متناظر اون سگمنت یک (مثبت) بدیم.

آند مشترک :

در این دسته از سون سگمنتها،آند تمامی LED های موجود در سون سگمنت به یکدیگر متصل شده است.به این معنا که برای روشن شدن هرکدام از LED های a تا g کافی است که پایه مشترک (پایه آند مشترک) رو به مثبت (یک منطقی) وصل کنیم و برای روشن شدن هر سگمنت به پایه ی متناظر اون سگمنت صفر (زمین) بدیم.

شکل زیر گویای داستان گفته شده است :

مالتی پلکس (Multiplexing) چیست ؟

اما بنظر میرسه که اولین بار در درس مدارهای منطقی با این واژه روبرو شدید ! یادتون میاد ؟؟؟ (عجب روزگاری بود،یادش بخیر ...)

مالتی پلکسر (تسهیم کننده) : مداری است که دارای چندین خط ورودی و تنها یک خط خروجی است و در هر لحظه تنها یک خط ورودی میتواند بر روی خط خروجی ظاهر شود. مالتی پلکسرها در مدارات مخابراتی جایگاه ویژه ای دارند و مهمترین کاربرد آنها کاهش تعداد خطوط ارتباطی است. ببینید ما گفتیم که در هر سون سگمنت 8 تا LED داریم (+ نقطه دات) و هر LED هم 2 پایه. به عبارتی میکنه 8*2=16 ! و داریم 16 پایه !!! خب.حالا این تنها برای یه سون سگمنت بود.فرض کنید مجبور باشیم از سون سگمنت سه تایی یا چهار تایی استفاده کنیم :

مثلا برای مدل 4 تایی داریم : 4*16=64 پایه ! اینطور بنظر میرسه که اگه خواستیم یه سون سگمنت 4 تایی رو به میکرو وصل کنیم،باید تعداد 64 عدد از پایه های میکرو رو اشغال کنیم. اصلا میکرو ATmega32 کلا 40 پایه داره و یا ATmega8 کلا 28 پایه داره !!! میبیند که اصلا یجورایی نشدنیه و اگه بشه هم ایده آل نیست !

چاره چیه ؟! معلومه : مالتی پلکس کردن !!! بازهم برای سون سگمنت 4 تایی کاتد مشترک مثال میزنم : در روش مالتس پلکس،تمامی سگمنت های مشابه به یکدیگر متصل هستند.مثلا تمامی a ها با یکدیگر در ارتباطند و یا تمامی b ها همینطور و ... ضمن اینکه حالت کاتد مشترک و یا آند مشترک بودن اونها هم برقراره !

این آزمایش بخوبی روش مالتی پلکس رو نشون میده که به چه نحوی کار میکنه جدول کناری نیط کدهای هگز Hex برای نمایش هر کاراکتر عددی در باره تراشه TTL که به شماره 74541 و در اینجا بعنوان بافر خط استفاده شده خط Data

تراشه اصلی میکروکنترلر ATmega8 که شرح آن در بخشهای دیگر همین سایت همراه با دیتاشت آورده شده بخش دیگری از مدار یک تراشه از خانواده TTL74HC541 می باشد که دارای هشت راه انداز خط غیر معکوس کننده با خروجی های سه حالته است. داده اعمالی به ورودی های D به شکل غیر معکوس شده در خروجی های مربوطه ظاهر می شود. برای عملکرد عادی دو ورودی فعال کننده G1 و G2 باید صفر باشند. اگر یک یا هر دو ورودی فعال کننده یک شود، همه خروجی ها به حالت امپدانس بالا می روند. همه ورودی های راه انداز دارای خاصیت اشمیت تریگر هستند. بنابراین تراشه می تواند بعنوان یک گیرنده برای سیگنال های روی خطوط نویز دار به کار رود تنها نوع LS سرعت بالا دارای این خاصیت است که نایاب تر و گران تر نیز می باشد. ورودی ها و خروجی های متناظر در دو طرف تراشه مقابل هم قرار گرفته اند تا نقشه مدار چاپی PCB ساده تر گردد. خروجی ها در حالت یک منطقی می توانند تا 15mA جریان را تأمین نمایند و در حالت صفر منطقی می توانند تا 24mA جریان را دریافت نمایند.

تذکر: دلیل استفاده از این تراشه در مدار این است که چون از چهار عدد سون سگمنت استفاده نموده ایم جریان کشیده شده از میکروکنترلر بدون واسط بالا خواهد رفت و این نیز خود یک مشکل در دقت دستگاه ایجاد خواهد نمود برای جلوگیری از این موضوع چون سرعت سیگنال تعویض سگمنت ها بالا می باشد به ناچار باید از یک تراشه راه انداز و تقویت کننده Buffer استفاده نماییم، من برای این پروژه این تراشه را انتخاب نمودم حال آنکه هر شخص با توجه به آند مشترک بودن یا کاتد مشترک بودن سون سگمنت ها می تواند تراشه مشابه دیگری را استفاده نماید البته عامل سرعت تعویض پورت ها از 0 به 1 و بلعکس باید مد نظر باشد در عمل مدار شدت نور سون سگمنت ها با توجه به این عامل و 8 عدد مقاومت متصل به آنها تعیین می شود.

آزمایش تراشه TTL74541 :

در این بخش برای شما یک آزمایش در رابطه با نحوه کار با تراشه 74541 آورده شد همچنین شما می توانید با تغییر کدهای داده شد در جدول نمایش کاراکتر سون سگمنت و پایه لچ ترانزیستوری نحوه برنامه نویسی تراشه را مشاهده کنید همانطور که می دانید یک پروژه تشکیل شده از بخش های مختلف این فقط بخش کوچکی از نحوه برنامه نویسی تراشه برای یک ولتمتر یا آمپرمتر می باشد. البته برای ساخت سون سگمنت 4 تایی،از 4 تا سون سگمنت تکی استفاده شده که اومده و با هم مالتی پلکسشون کرده.ضمن اینکه آند مشترک هم هست !!!

اما در نمونه هایی که ما میخریم از بازار عمل مالتی پلکس داخلش انجام شده و فقط پایه های مورد نیاز از داخلش بیرون اومدند ! فرض کنید میخوایم سگمنت a رو در سون سگمنت سوم روشن کنیم.(سوم از چپ به راست !) گفتیم که a ها همه به هم متصل هستند،پس به پایه a مقدار یک منطقی رو میدیم و به پایه کاتد مشترک سون سگمنت سوم صفر منطقی میدیم.

از مجموع مطالب گفته شده،اینطور باید تا حالا نتیجه گرفته باشید که در هر لحظه فقط میتوان LED های یک سون سگمنت را مدیریت کرد و اگر عدد مورد نظر ما دو رقمی شد و مجبور به استفاده همزمان از 2 سون سگمنت شدیم به مشکل برمیخوریم !

مثلا میتونیم عدد 2 رو نمایش بدیم اما نمیتونیم عدد 72 رو همزمان نمایش بدیم. حالا برای نمایش یه عدد چند رقمی چکار باید کرد ؟

مشکل ما تنها از اینجاست که نمیتونیم همزمان چند رقم رو با هم روشن کنیم. این که غصه نداره !!! همزمان روشنشون نمیکنیم ! یه پدیده ای هست به نام "اثر فلیکر" که تعریفش رو هم آوردم براتون :

اثر نور در چشم انسان،برای مدتی کوتاه باقی می ماند. میایم یه ترفندی رو بکار میبریم؛ فرض کنید میخوایم عدد 1234 رو روی سون سگمنت 4 تایی نمایش بدیم :

1. سون سگمنت اول رو روشن میکنیم.
2. روی سون سگمنت اول عدد 1 رو نمایش میدیم.
3. تاخیر
4. سون سگمنت اول رو خاموش میکنیم .
5. تاخیر
6. سون سگمنت دوم رو روشن میکنیم.
7. روی سون سگمنت دوم عدد 2 رو نمایش میدیم.
8. تاخیر

بین نمایش این 4 عدد،4 بار از تاخیر استفاده میکنیم.منتهی اینقدر این تاخیرها کوتاهه که ما متوجه روشن و خاموش شدن سون سگمنت ها نمیشیم و احساس میکنیم که هر 4 تا باهم روشنند! و این است تکنیک استفاده از سون سگمنت ! شاید سوال پیش بیاد که مقدار این تاخیر چقدره ؟! معمولا مقدار این تاخیر رو 20 میلی ثانیه در نظر میگیرند. با توجه به فرکانس کاری میکروکنترلر و همچنین آزمون و خطا میتوان به بهترین نتیجه دست یافت.

توجه: اگر شما این پروژه را با زبانهای برنامه نویسی و یا اینکه تراشه های میکروکنترلری دیگری مورد نیاز داشته باشید، می توانید از طریق بخش سفارش پروژه اقدام نمایید.

برنامه C برای AVR

نکته: آموزش طراحی و برنامه نویسی تراشه میکروکنترلر AVR به زبان C و توضیح خط به خط برنامه به همراه پروژه برای شما ارسال خواهد شد نمونه ای از بخش های این فایل راهنما در شکل ها آورده شده است:

راهنمای کامل و گزارشکار آماده و تایپ شده در Microsoft Office Word

 

---

(( سفارش پروژه ))

برای سفارش این برنامه با همین شکل و اجزاء و یا تغییر برنامه مورد نظر به دلخواه خود می توانید از روش های زیر اقدام نمائید، کد سفارش پروژه را ارسال کنید:

هزینه طراحی: SMS-> 0911 831 50 58

کد سفارش پروژه: 103p84

سفارش پروژه >>> Project-esisis.com/Content

---

برای ارتباط با مدیر سایت از لینکهای زیر استفاده کنید

آدرس کانال سایت در تلگرام : www.telegram.me/Electronic_iran

آیدی جهت ارتباط در تلگرام: @Electronic_iran

 

---