دانلود پایان نامه : طراحي و ساخت يک کنترل دماي ديجيتالي تابلوهای برق

دانلود پایان نامه : طراحي و ساخت يک کنترل دماي ديجيتالي  تابلوهای برق

تعداد صفحات: 85

فرمت فایل: word

دسته بندی: -

قیمت: 5000 تومان

تعداد نمایش: 435 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 13 می 2016

به روز رسانی در: 13 می 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

5000 تومان – خرید

دانلود پایان نامه : طراحي و ساخت يک کنترل دماي ديجيتالي  تابلوهای برق

 

چكيده

هدف از انجام اين پروژه طراحي و ساخت کنترل دماي ديجيتالي تابلوهاي برق با استفاده از ميکروکنترولر AT M32 مي باشند. دستگاهي که طراحي و ساخته شده علاوه بر قسمت اتوماتيک داراي بخش است که مي توان دما ، فن و هيتر را بصورت دستي تغيير وضعيت داد. تحقق اين پروژه کمک شاياني به کنترل دما با دقت بالا در محل هاي کار ، کارخانجات و بخصوص کارخانه هاي جوجه کشي مي  باشد . طبق برنامه اي که براي اين پروژه نوشته شده است دماهايي که بصورت دستي تغيير ميکنند ، رنج محدودي دارند که اين رنج توسط سازنده مشخص شده است.

 

 

فهرست مطالب

صفحه عنوان
9 پيشگفتار
10 فصل اول
11 فصل اول: مقدمه اي بر AVR
12          1-1ميكرو كنترل هاي TINY AVR
18          1-2 ميكرو كنترلرهاي AT90S
22           1-3 ميكروكنترلر هاي MEGAAVR  
28            1-4 خصوصيات داخلي MEGA 32
48 فصل دوم
49 فصل دوم: برنامه Bascom و برنامه نويسي آن
49           2-1 برنامه bascom
51          2-2 محيط برنامه نويسي
56 فصل سوم
57 فصل سوم : سنسور هاي دما
57         3-1 ترمومترهاي شيشه اي
57        3-2 ترمومترهاي Bimetal
58        3-3 ترمومترهاي فشاري
58         3-4 ترموکوپل
59         3-5 اندازه گيري دما از طريق مقاومت اهمي
60        6-3 lm 35  
61  فصل چهارم
62  ر  فصل چهارم :طراحي و ساخت يک کنتر ل دماي ديجيتالي تابلو هاي برق
62         4-1 برنامه و توضيح آن
73         4-2 شکل مدار و توضيحاتي در مورد آن
75 نتيجه گيري
76 مراجع  

 

پيشگفتار

 

با ورود ميكرو كنترلر ها به بازار الكترونيك و استفاده از آنها كار را بر روي بسياري از قسمتهاي الكترونيك آسان تر نمود و به خصوص در صنعت با در دست گرفتن كنترل قسمتهاي مختلف يك كارگاه يا كارخانه صنعتي منجر به توليد بيشتر با كيفيت بهتر شد و افق وسيعي از كار را بر روي سازندگان قطعات الكترونيك گشود. نکته اي كه در صنعت بسيار مهم به نظر مي رسد اندازه گيري پارامتر هايي مثل دما ، فشار و ميزان جابه جايي اجسام و … مي باشد كه كار ها توسط سنسور هاي مختلف انجام مي شود اما روز به روز بر تعداد سنسورها افزوده شده و سنسورهاي بهتر با قابليت هاي بيشتري به بازار عرضه مي گردد  و همچنين دستگاه هايي که توسط ميکرو کنترلر ها  ساخته مي شود داري انواع مختلفي بوده و کارهاي متفاوتي انجام مي دهند يکي ازاين دستگاه ها دستگاه کنترل دماي تابلو و اتاقک ها مي باشند که توسط ميکروکنترلر ها و حتي بردهاي الکترونيکي نيز ساخته مي شوند.

پروژه مورد توجه و حائز اهميت در اين پايان نامه در خصوص کنترل دما تابلو هاي برق مي باشد که مي توان براي ماشينهاي جوجه کشي ، محل کار ، تابلو هاي برق و غيره ميتوان استفاده کرد.

در اين پايان نامه ابتدا توضيح مختصري راجع به ميکرو کنترلر هاي AVR آورده شده  در بخش هاي بعد يک توضيح راجع به برنامه bascom  ،انواع سنسورهاي دما  مي خوانيد و در پايان نيز شکل مدار و برنامه نوشته شده در ميکرو آورده شده است.

 

       مقدمه اي بر   AVR

 

 

فصل اول : مقدمه اي بر   AVR

در اين فصل هدف بر اين است كه يك توضيح كلي در مورد AVR كفته شود

يكي از جديد ترين ميكروكنترلر هاي قوي عرضه شده به بازار الكترونيك متغلق به شركت ATMEL به نام ميكروكنترلرهاي AVR مي باشد اين ميكرو كنترلر هشت بيتي به علت وجود كامپايلر هاي قوي به زبان سطح بالا مورد استقبال فراواني قرار گرفت يادگيري و استفاده از اين ميكروكنترلر بسيار ساده مي باشد و دامنه استفاده آن بسيار وسيع مي باشد

از جمله مزيت هاي آن حافظه بالاتر نسبت به ميكروكنترلر هاي قبلي و وجود دستورات وسيع ميباشد و همچنين بر خلاف زبان هاي سطح بالا كه كدهاي بيشتري را نسبت به زبان اسمبلي توليد ميكردند توليد كدهارا به مينيمم رسانده و با ايجاد تحولي عظيم در معماري ميكروكنترلر ها عمليات را تنها در يك سيكل ماشين انجام مي دهد و از 32 رجيستر همه منظوره استفاده مي كند  كه اين خود باعث شده كه 4 تا 12 بار سريعتر از ميكروكنترل هاي قبلي باشد و داراي  حافظه  كم مصرف غيرفرار نيز مي باشند كه و با به كار بردن تكنولوژي شركت ATMEL حافظه هاي FLASH وEEPROM  در داخل مدار قابل برنامه ريزي هستند

اكثر ميكرو كنترلر ها كلاك اسيلاتور به سيستم را را با نسبت 4/1 يا 12/1 تقسيم مي كنند كه خود باعث كاهش سرعت مي شود امادر AVR كلاك اسيلاتور با كلاك داخلي سيستم يكي مي شود و هيچ تقسيم كننده اي در داخل AVR وجود ندارد و بنابراين اختلاف فاز كلاك وجود ندارد.

تا قبل از به وجود آمدن AVR ها بيشترين توجه به زبان اسمبلي مي شد و توجه خيلي كمي در مورد برنامه نويسي ميكروكنترل ها به زبان هاي سطح بالا مي شد.

هدف ATMEL طراحي و معماري ميكروكنترل هايي بود كه هم براي زبان اسمبلي و هم زبان هاي سطح بالا مفيد باشند به طور مثال  در برنامه نويسي C و BASIC مي توان يك متغير محلي به جاي متغير سراسري در داخل زير برنامه تعريف كرد كه در اين صورت در زمان اجراي يك زير برنامه مكاني از حافظه RAM براي متغيير اشغال مي شود در صورتي كه اگر متغييري به عنوان متغيير سراسري تعريف شود در تمام وقت مكاني از حافظه FLASH را اشغال مي كند.

همچنين براي دسترسي سريعتر به منغييرهاي محلي و كاهش كد نياز به افزايش رجيسترهاي همه منظوره است AVR  ها داراي 32 رجيستر هستند كه مستقيم به LOGIC ALU منصل شده اند و تنها در يككلاك سيكل به اين واحد دسترسي پيدا مي كنند. سه جفت از اين از اين رجيستر ها مي توانند به عنوان رجيستر 16 بيتي استفاده شوند.

ميكرو كنترلر هاي AVR به سه نوع AT90S ,‌ TINY AVR و MEGAAVR تقسيم بندي شده اند .

 

1-1ميكرو كنترل هاي TINY AVR

 
   

به طوركلي و نمونه مي توان به چند تا از ميكروكنترلر هاي معروف AVR اشاره كرد كه عبارتند از ATTINY 10 , 11 , 12 , 15L , 26 , 26L , 28L , 28

شکل 1

 

برخي از خصوصيات ATTINY 10,11,12

  • كارآيي بالا و توان مصرفي كم
  • داراي 90 دستورالعمل با كارآيي بالا كه اكثرا تنها در ي
  • ك سيكل اجرا مي شوند
  • 8*32 رجيستر كاربردي
  • سرعتي تا 8 مگاهرتز
  • يك كيلوبايت حافظه FLASH داخلي قابل برنامه ريزي و پايداري آن تا 1000 بار خواندن و نوشتن
  • 64 بايت حافظه EEPROM داخلي قابل برنامه ريزي و پايداري آن تا 100000 بار نوشتن و پاك كردن
  • قفل برنامه FLASH و حافظه EEPROM
  • يك تايمر-كانتر 8 بيتي
  • يك مقايسه گر آنالوگ داخلي
  • وقفه در اثر تغيير وضعيت پايه
  • منابع وقفه داخلي و خارجي
  • ارتباط سريال SPI در ATTINY 12
  • قابل انتخاب بودن اسيلاتور داخلي براي ATTINY 12
  • در حالت فعال 2.2 ميلي آمپر و در بيكاري 5/ ميلي آمپر
  • ولتاژ عملياتي 5 تا 5.5 ولت براي ATTINY 12
  • فركانس كاري تا 8 مگاهرتز

 

اين سري از AVR ها همگي 8 پايه بوده و كمترين تعداد پايه را در AVR ها دارا مي باشند.

اما فيوز بيت هاي اين خانواده كه در ATTINY 11  برابر 5 فيوز بيت و در ATTINY 12 داراي 8 فيوز بيت مي باشند

فيوز بيت ها بيت هاي قابل برنامه ريزي هستند كه با پاك شدن ميكرو تاثيري نمي بينند و در واقع تعيين كننده برخي از شرايط كاري ميكرو مي باشند  پيشنهاد مي شود جهت آشنايي بيشتر با اين فيوز بيت ها به كتاب هايي كه در زمينه ميكرو كنترلر هاي avr توشتهشده است مراجعه شود اما براي اطلاع بيشتر برنامه ريزي اين فيوز بيت ها در برتامه اي مثل BASCOM كاري بسيار راحت مي باشد كه در موقع توضيح اين برنامه توضيح داده خواهد شد.

 ATTINY 15L 

 

شکل 2

خصوصيات اين AVR هم دقيقا مثل ATTINY هاي قبلي است  اما داراي تغييراتي و فرق هاي جزئي مي باشد كه عبارتند از:

  • دو تايمرـ كانتر 8 بيتي
  • 4 كانال مبدل آنالوگ به ديجيتال و يك كانال تفاضلي آنالوگ به ديجيتال با كنترل گين X 20
  • مدار POWER-ON RESET
  • اسيلاتور داخلي كاليبره شده 6/1 مگاهرتزي وقابل تنظيم
  • خروجي PWM ,8 بيتي با فركانس 150 كيلو هرتز
  • عملكرد كاملا ثابت
  • توان مصرفي در حالت فعال 3 ميلي آمپر و در حالت بيكاري 1 ميلي امپر
  • ولتاژ عملياتي 2.7 تا 5.5 ولت
  • 6 خط ورودي خروجي قابل برنامه ريزي
  • داراي 6 فيوز بيت مي باشد.

 

 

ATTINY 26   

داراي خصوصياتي است كه با ميكرو هاي قبلي تا حدودي فرق ميكند كه در زير به بعضي از آنها اشاره مي كنيم .

  • داراي 118 دستورالعمل با كارآيي بالا كه اكثرا در يك سيكل اجرا مي شوند.
  • سرعتي تا 16 مگاهرتز
  • 2 كيلو حافظه FLASH قابل برنامه ريزي و پايداري آن تا 1000 بار نوشتن و پاك كردن
  • 128 بايت حافظه SRAM
  • 128 بايت حافظه EEPROM و پايداري آن تا 100000 بار خواندن و نوشتن

 

  • ايجاد وقفه با تغيير وضعيت بر روي 11 پايه
  • يك تايمر ـكانتر 8 بيتي
  • يم تايمر ـ كاتنتر 8 بيتي پر سرعت
  • دوخروجي PWM فركانس بالا
  • 11 آنالوگ ADC با كنترل گين X1 تا X20 و 8 كانال شيز تفاضلي
  • يك مقايسه گر آنالوگ داخلي
  • داراي اسيلاتور داخلي
  • ولتاژ كاري 2.7 تا 5.5 وليت براي ATTINY 26L و 4.5 تا 5.5  ولت براي
  • فركانس كاري 8 مگاهرتز براي ATTINY 26L و 16 مگاهرتز براي ATTINY26
  • در دو نوع بسته بندي و20 پايه در حالت PDIP و 32 پايه در MLF كه 12 پايه آن بدون مصرف است.
  • داراي دو بايت فيوز بيت مي باشد

 

.

.

سيستم توزيع پالس ساعت در AVR

پالس  ساعت داخلي از منابع مختلفي ايجاد مي شود كه با توجه به جدول 1-7 مي توان چون ، نوسان ساز كريستالي ، نوسان ساز RC خارجي ، نوسان ساز كريستالي فركانس پايين ، نوسان ساز RC داخلي و پالس ساعت خارجي را نام برد. شكل 20 سيستم كلاك اصلي در AVR را نشان مي دهد.

 

شکل 20 : توزيع کلاک

 

 پالسهاي ساعت توليد شده از اين منابع توسط يك Clock multiplexer  انتخاب شده و پالس منبع انتخاب شده به قسمت AVR Click Control Unti  وارد مي شود ، اين قسمت وظيفه پخش پالس ساعت به قسمت هاي مختلفي AVR ها را بر عهده دارد .

پالس ساعت هاي ايجاد شده توسط واحد clock control  را مي توان به صورت زير دسته بندي نمود .

 پالس ساعت CPU (CLKCPU)

 اين پالس ساعت به بخش هاي اصلي AVR ، مانند CPU، رجيسترهاي عمومي ، رجيستر وضعيت SREG و حافظه داده SRAm اعمال مي شود .

پالس ساعت I/O (CLK I/O)

اين پالس ساعت براي بخش هايي چون فضاي حافظه I/O كه براي كنترل قسمت هايي نظير USART،SPI، تايمر شمارنده و وقفه هاي خارجي به كار مي رود.

پالس ساعت آسنكرون(CLKASY)

اين پالس ساعت براي راه اندازي آسنكرون تايمر / شمارنده (2) توسط كريستال ساعت 32/768KHz به كار مي رود .

پالس ساعت حافظه (CLKFLASH) Flash

 اين پالس ساعت براي كنترل ارتباط با حافظه Flash به كار مي رود و معمولا همراه CLKCPU فعال مي شود .

پالس ساعت (CLKADC) ADC

اين پالس ساعت  براي مبدل آنالوگ به ديجيتال بوده و بصورت جداگانه تامين مي شود و امكان توقف پالس ساعت CPU و I/O را به منظور كاهش تاثير نويز مدرت ديجيتال روي ADC و در نتيجه افزايش دقت آن  فراهم مي كند .

 

منابع توليد پالس ساعت در AVR

همانطوركه قبلا اشاره شد منابع مختلفي  براي تامين پالس ساعت ساعت ميكروكنترلر وجود دارد . كاربر به كمك فيوزبيت ها ( براي اطلاعات بيشتر به پيوست الف مراجعه نمائيد.) مي تواند هر كدام از اين منابع را انتخاب نمايد.

منابع مختلف پالس ساعت با فيوزبيت هاي CKSEL3…0 قابل انتخاب است.

در جدول 1-6  صفر به معناي برنامه ريزي شدن فيوزبيت و يك به معني برنامه ريزي نشدن فيوزبيت است . هنگاميكه CPU از مد Power down يا Power save  خارج مي شود .پالس ساعت انتخاب شده با مقداري تاخير به ميكرو اعمال مي شود . اين تاخير را زمان Startup  مي نامند و به منظور پايدار شدن پالس ساعت ، قبل از شروع به كار است .

هنگاميكه CPU از حالت Reset  خارج مي شود ، يك زمان تاخير بيشتري به منظور تثبيت ولتاژ تغذيه و پايدار شدن پالس ساعت مورد نياز است .

 

 

زمان Startup  توسط تايمر Watchdog قابل تنظيم است . فيوز بيت هاي SUTI , SUTO  به منظور تنظيم زمان  Startup  مورد استفاده قرار مي گيرد و زمان هاي 0 و 4.1 ms و 65 ms را مي توان تنظيم نمود.

 

 

نوسان ساز كريستالي خارجي :

يكياز منابع توليد پالس ساعت ، استفاده از نوسان ساز كريستال خارجي مي باشد ، در اين حالت پايه هاي XTALI و XTAL2  مطابق شكل 1-14 A به صورت ورودي و خروجي يك تقويت كننده داخلي وارونگر مي باشند كه مي توانند به عنوان نوسان ساز بكار برده شوند .

دو نوع كريستال خارجي  را مي توان به اين دو پايه متصل نمود ، 1- كريستال كوارتز ، 2- كريستال سراميكي ، كه هر كدام  را مي توان توسط فيوزبيت CKOPT انتخاب نمود .

هنگاميكه فيوز بيت CKOPT برنامه ريزي مي شوند ، فركانس خروجي نوسان ساز داراي محدوده وسيع و دامنه ثابت ولتاژ در خروجي خواهد بود . اين حالت براي زماني كه از ميكروكنترلر در محيط هاي پرنويز استفاده مي شود ، مناسب است . همچنين در اين حالت مي توان از پايه خروجي XTAL2 مطابق شكل 1-14B براي فعال كردن بافر پالس ساعت ديگر ميكروكنترلرها نيز استفاده نمود .

 

هنگاميكه  فيوز بيت CKOPT برنامه ريزي نشده باشد . دامنه فركانس نوسان ساز محدودتر خواهد شد . و ديگر نمي توان از پايه XTAL2 به منظور فعال كردن بافر پالس ساعت ديگر ميكروكنترلر ها استفاده نمود . در صورت استفاده از رزوناتور سراميكي اگر فيوز بيت CKOPT برنامه ريزي شود ، فركانس نوسان ساز حداكثر 16MHz و در صورت برنامه ريزي نشدن حداكثر 8MHz خواهد بود .

خازن هاي C1  و C  كه به عنوان خازن هاي بالانس شناخته مي شود ، داراي مقدار يكساني بوده و مقدار آن به فركانس كريستال مورد استفاده بستگي دارد  .

هنگام استفاده از كريستال ها بسته به نوع كوارتز يا سراميكي بودن آنها بايد يك سري نكات را رعايت نمود . به طور كلي تفاوت اصلي بين كريستال كوارتز و سراميكي را مي توان به صورت زير خلاصه نمود :

  1. كريستال كوارتز داراي ضريب كيفيت بالا ، محدوده فركانس بالا و حساسيت كم نسبت به تغيرات دما است .
  2. كريستال سراميكي نسبت به كوارتز داراي ضريب كيفيت پايين تر ، حساس نسبت به تغييرات دما و محدوده فركانس پايين است و يكي از مزاياي آن نسبت به كوارتز پايدار شدن شريع تر فركانس مي باشد .

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

پاسخ دهید