------( 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

مداری را طراحی کنید که در آن از میکروکنترلر 8051 بعنوان تولید کننده موج PWM و همچنین نمایشگر سرعت موتور DC برحسب درصد Duty Cycle فرکانس PWM استفاده شده باشد. روی پایه P2.7 پالس PWM برای تنظیم دور موتور ایجاد شود. و توسط فشردن کلیدی که به پایه P3.2 (INT0 وقفه سخت افزاری خارجی صفر) متصل شده باعث افزایش Duty Cycle پالس PWM کنترل موتور شود. و همچنین با فشردن کلیدی که به پایه P3.3 (INT1 وقفه سخت افزاری خارجی یک) متصل شده باعث کاهش Duty Cycle شود.

درحقیقت امکان تغییر Duty Cycle از 0% تا 100% را داشته باشد. برای نمایش عدد سه رقمی درصد Duty Cycle از سونسگمنت 7Segment سه رقمه استفاده شود.

در این راهنما بخشهای مختلف سخت افزاری و نرم افزاری مدار از جمله شرح عملکرد و قطعات بکار رفته شده و همچنین آموزش برنامه نوشته شده آورده شده :

ملزومات:

1. میکرو کنترلر AT89C51 یا AT89C52
2. نواسان ساز کریستال خارجی 11.059 MHZ
3. مدار ریست میکروکنترلر
4. روی پورت P1 میکرو کنترلر یک عدد seven segment از نوع آند مشترک دارای سه رقم متصل شود.
5. برای نمایش پر نور تر هر سونسگمنت 7Segment بهتر است از یک تراشه TTL به شماره 74HC244 بعنوان بافر مستقیم استفاده شود.
6. پایه P3.2 میکرو به یک عدد کلید فشاری متصل شود ( INT0 ) وقفه سخت افزاری خارجی صفر
7. پایه P3.3 میکرو به یک عدد کلید فشاری متصل شود ( INT1 ) وقفه سخت افزاری خارجی یک
8. پایه P2.7 با کمک یک ترانزیستور (یا مدار درایور) به یک موتور DC کوچک و ارزان متصل شود
9. برای جلوگیری از برگشت ولتاژ بوبین موتور از یک دیود هرزگرد استفاده شود.

مدار برنامه خواسته شده (Proteus 8.5 Professional)

1. مدار ریست میکروکنترلرReset
2. مدار نوسان ساز خارجی از نوع کریستال که وظیفه ایجاد گام پله را در برنامه دارد
3. میکرو کنترلر 8051 بعنوان ریز پردازنده برنامه پذیر
4. پایه EA همیشه باید توسط یک مقاومت بالاکشنده در سطح یک قرار گیرد بر اساس دیتاشیت تراشه
5. سه عدد 7Segment آند مشترک به هم چسبیده
6. مقاومت های کنترل جریان 5.6KΩ صفر منطقی GND
7. اتصال پورت میکرو به قطعه سون سگمنت a-b-c-d-e-f-g-dp
8. ترانزیستور های BC547 که از نوع NPN هستند و بصورت کلید بایاس شده اند برای روشن و خاموش کردن هر یک از سون سگمنت ها بصورت تکی. که توسط پورت P2.0تا P2.2 کنترل می شوند.
9. خروجی پالس PWM تولید شده کنترل پذیر که توسط پین P2.7 ایجاد می شود.
10. مداردرایور ترانزیستوری TIP141 کنترل سرعت موتور توسط این قطعه انجام می شود.
11. دیود هرزگرد برای محافظت از ولتاژ برگشتی بوبین موتور ها به ترانزیستور قدرت
12. موتور MOTOR مدل DCولتاژ 12 ولت جریان مصرفی زیر 1 آمپر
13. کلید فشاری SW3 متصل شود ( INT0 ) برای UPافزایش Duty Cycle
14. کلید فشاریSW2 متصل شود ( INT1 ) برای DOWNکاهش Duty Cycle
15. تراشه TTL به شماره 74HC244 بعنوان بافر

تراشه بافر TTL 74HC244:

تراشه بافر که بعنوان تقویت کننده پورت خروجی برای راه اندازی 7-Segment مورد استفاده قرار گرفته است شکل زیر مدار داخلی این تراشه TTL را نشان می دهد: توجه پایه 10 زمین و پایه 20 تغذیه 5 ولت وصل شود

موتور های DC:

موتورهایی که انرژی الکتریکی DC را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند، موتور DC نامیده می شوند. ساده ترین موتور DCاز یک حلقه سیم که حول محور ثابتی دوران می کند تشکیل شده است. قسمت دوار این ماشین روتور و قسمت ساکن آن استاتور نام دارد. حلقه سیم روتور داخل یک شیار که بر روی هسته ی فرو مغناطیس کنده شده است، قرار دارد. فرض کنید یک باتری به موتور متصل شود هنگامی که کلید بسته شد جریان از حلقه می گذرد و اطراف آن یک میدان مغناطیسی تولید می شود و از انجا که استاتور از یک ماده مغناطیسی ساخته شده است و یک میدان مغناطیسی دارد بر اثر تعامل این دو میدان گشتاوری در حلقه ایجاد می شود که متناسب با حاصلضرب شار مغناطیسی در جریان عبوری از حلقه است. برای اینکه روتور به چرخش خود ادامه دهد عمل کموتاسیون اجرا می گردد .

کموتاسیون فرایند تبدیل ولتاژها و جریان ها AC در رتور ماشین DC به ولتاژ ها و جریان های DC در پایانه های آن است. در واقع با اعمال گشتاور ،رتور تا رسیدن به قطب بعدی می چرخد حال قطب آن عوض می شود در همین لحظه قطعه ای به نام جاروبک اتصالات حلقه رتور را تغییر می دهد و باعث چرخش دوباره رتور می شود .

آزمايشات فارادي اساس پديد آمدن ژنراتورهاي DC است. در سال 1832 در دانشگاه «padua» در كشور ايتاليا از حركت يك آهنربا در مقابل سيم پيچ توانستند جريان الكتريكي را در هادي برقرار كنند. اين آزمايش باعث ايجاد جرقه هايي براي پيشرفت در زمينه ساخت ژنراتورهاي DC گرديد. در سال 1879 اولين ژنراتور DC از لحاظ عملي توسط «ThomasEdison» ساخته شد. اين ژنراتور داراي مشخصات زير بود 1200 دور در دقيقه، 110 ولت، 5 كيلووات. به همراه گسترش منابع DC تحقيقات روي موتورهاي DC و ساخت آنها شروع گرديد. اولين موتور DC بصورت عملي در سال 1886 توسط «Eliha Thompson»‌ ساخته شد، توان موتور مذكور به اسب بخار بود.

اساس كار موتور DC

وقتي كه از يك هادي در ميدان مغناطيسي جريان الكتريكي عبور كند. بر اين هادي نيرويي وارد مي شود كه طبق قانون دست راست فلمينگ مي توان جهت حركت هادي را تعيين نمود. قانون دست راست فلمينگ بيان مي كند اگر انگشت اشاره جهت ميدان مغناطيسي را نشان دهد و انگشت مياني به جهت عبور جريان اشاره كند، در اين صورت انگشت شصت جهت حركت هادي را نشان مي دهد و مي توان مقدار نيروي وارد بر هادي را تعيين نمود.

در صورتيكه يك حلقه در داخل ميدان مغناطيسي وجود داشته و جريان الكتريكي از آن عبور كند حلقه قادر است يك دوران 1800 انجام دهد. بنابراين براي چرخش مداوم حلقه لازم است تا به نحوي جهت جريان الكتريكي حلقه بعد از دوران 1800 الكتريكي عوض شود. براي اين منظور از وسايلي استفاده مي كنيم كه جهت جريان را عوض كنند. به اين وسايل كموتاتور گفته مي شود. در يك موتور DC براي داشتن يك حركت يكنواخت لازم است از تعداد زيادي حلقه استفاده شود و كموتاتورها بگونه اي عمل كنند كه جريان در هر حلقه در زمان عبور آن از زير قطب مغناطيسي برقرار شود. در شكل زیر نحوة عملكرد كموتاتور و گشتاور اعمال شده به حلقه رسم شده است.

محور خنثي

وقتي كه حلقه اي موازي خطوط ميدان مغناطيسي حركت مي كند ولتاژ القايي در دو سر حلقه صفر است بنابراين خط عمود بر خطوط ميدان مغناطيسي را محور خنثي گويند. روي محور خنثي ذغالها قرار مي گيرند تا تعويض جهت جريان در حلقه انجام گيرد. موقعيت ذغالها در شكل نشان داده شده است.

اثر تغيير محور خنثي

همان طور كه گفته شد ولتاژ القايي روي محور خنثي صفر است و تغيير جهت جريان در هاديهاي روتور توسط ذغالهايي كه روي اين محور قرار گرفته اند انجام مي گيرد. در اثر عبور جريان از حلقه هاي روتور ميدان مغناطيسي ديگري بوجود مي آيد كه باعث عدم تقارن ميدان مغناطيسي مي شود و محور خنثي تغيير مي كند. در اين حالت بايد مكان ذغالها تغيير كند زيرا در روي محور خنثي قبلي ولتاژ القايي وجود دارد و تغيير جهت جريان در حلقه ها باعث بوجود آمدن جرقه و كوتاه شدن عمر كموتاتورها و حتي ذوب آنها مي شود. اثر ديگري كه تغيير مكان محور خنثي دارد كم شدن شار متوسط زير قطبهاست. با كم شدن شار قطبها سرعت موتور افزايش مي يابد.

كموتاسيون

تغيير جهت جريان در هاديهاي روتور را كموتاسيون گويند. بعلت تغيير محور خنثي، كموتاسيون با جرقه همراه خواهد بود كه براي اصلاح آن از روشهاي زير استفاده مي كنيم. - انتقال ذغالها به مكان محور خنثي جديد - استفاده از قطبهاي كمكي - استفاده از سيم پيچهاي جبران كننده

انواع مختلف موتور DC

در اثر عبور جريان الكتريكي از هادي در ميدان مغناطيسي، هادي به حركت در مي آيد. اساس عملكرد موتور نيز روي عبور جريان از سيم پيچهاي روتور كه در ميدان مغناطيسي استاتور قرار گرفته اند، مي باشد. به روشهاي گوناگون مي توان ميدان ناشي از سيم پيچهاي استاتور را بوجود آورد. براساس نحوه توليد ميدان تحريك، موتورهاي DC طبقه بندي مي شوند انواع مختلف ميدان تحريك عبارتند از:

- تحريك جداگانه (مستقل)

- تحريك سرخود

اساس کار یک مدار PWM

الف ) کنترل خروجی ؛ که با تولید پالس های Puls Whidh Modulation ، فرآیندتغییر پنهانی یک رشته پالس بر اساس تغییرات سیگنال های دیگر و اعمالبازخورد ولتاژ و جریان و راه اندازی نرم در کلیه خروجی ها را بر عهده دارد.

ب ) شبیه سازی ؛ ازطریق یک شبکه تقسیم مقاومتی ، کسری از ولتاژ خروجی به آی سی جهت مقایسه با یک ولتاژ مبنا ، منتقل می شود و در صورت بروز هرگونه تغییر در خروجی دستور DOWN از طریق آی سی صادر می شود .

ج ) نوسان ساز ؛ که در فرکانس پایه کار می کند و موج مثلثی جهت استفاده در PWM را تولید می کند.

د ) راه اندازخروجی ؛ که توان کافی را جهت به کارگیری در مقاصد کم و میانه ، تولید می کند .

ه ) ولتاژ مبنا ؛ که ولتاژ پایه را جهت مقایسه خروجی ها و همچنین یک ولتاژ پایدار برای سایر بخش ها تولید می کند.

و ) مبدل خطا ؛ که عرض پالس DC خروجی را متناسب با سطح ولتاژ، تنظیم می نماید .

ز ) Power Factor Correction ؛ که وظیفه تصحیح هارمونیک های فرکانس خروجی و هدایت و کنترل آنها به مدار PWM رابر عهده دارد

ساختمان سون سگمنت:

هر seven segment از ۷ LED برای نمایش اعداد و ۱ LED برای نمایش نمایش نقطه اعشار تشکیل شده seven segment در. رنگ ها و ابعاد مختلف عرضه شده. برای کاهش تعداد سیم های سون کلیه پایه های آند یا کاتد LED های داخلی را به هم وصل می کنند. به سون سگمنت های که پایه کاتد LED های داخلی به هم وصل هستند، seven segment کاتد مشترک می گویند. و به سون سگمنت های که پایه آند LED های داخلی به هم وصل هستند، seven segment آند مشترک می گویند.

ساختمان سون سگمنت:

همان گونه که در شکل بالا ملاحظه می کنید. پایه مشترک seven segment کاتد مشترک، به منفی منبع تغذیه مدار وصل می شود. و پایه مشترک seven segment آند مشترک، به مثبت منبع تغذیه مدار وصل می شود. جهت محافظت از سوختن در برابر روشن شدن تک کاراکتری میشود از یک مقاومت 33 اهم جهت محدود کردن جریان کشیده شده در پایه مشترک استفاده نمود

طریقه آزمایش سون سگمنت:

برای راه اندازی seven segment شما باید یک برق DC به LED های سون سگمنت متصل نماید. ولی برای روشن کردن هر LED این نکته را باید بدانید که دقیقا همان ولتاژی را باید به آن اعمال کنید که نیاز دارد.

 

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 اسمبلی برای 8051

نکته: آموزش طراحی و برنامه نویسی تراشه میکروکنترلر 8051 به زبان اسمبلی Assembl  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: 101p28

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

 

---