تحقیق ماشین واسط انسانی HMI یا Human Machine Interface

تحقیق ماشین واسط انسانی HMI یا Human Machine Interface سخت افزار این پروژه به طور کلی از یک میکروکنترلر Atmega16 از شرکت ATMEL و یک LCD 4*20 جهت نمایش عملکرد و 4 رله در خروجی و چند قطعه دیگر جهت کارهای جانبی و تنظیمات سخت افزاری تشکیل شده است این پروژه جهت کنترل 4 موتور مجزا با تنظیمات مجزا می باشد که توسط برنامۀ Bascom و به زبان Basic طراحی شده است

دسته بندی	کامپیوتر و IT
فرمت فایل	doc
حجم فایل	132 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	41

چکیده :
سخت افزار این پروژه به طور کلی از یک میکروکنترلر Atmega16 از شرکت ATMEL و یک LCD 4*20 جهت نمایش عملکرد و 4 رله در خروجی و چند قطعه دیگر جهت کارهای جانبی و تنظیمات سخت افزاری تشکیل شده است .
این پروژه جهت کنترل 4 موتور مجزا با تنظیمات مجزا می باشد که توسط برنامۀ Bascom و به زبان Basic طراحی شده است .
جهت شناسایی این که کدام موتور باید روشن شود به صورت مقایسه ای برنامۀ ساعت نوشته شده است که هر لحظه تنظیمات 4 موتور با ساعت چک می شود و هر کدام که با ساعت Set شود بدین ترتیب است که اگر ثانیه با ثانیه ساعت برابر شد برنامه به قسمت دقیقه می رود و اگر دقیقه برابر شد به قسمت ساعت رفته و آن را نیز مانند بقیه چک میکند و در صورت برابر شدن هر کدام آن موتور را روشن و یا خاموش می کند .

نام این پروژه HMI است که مخفف سه کلمۀ
Human Machine Interface
به معنی ماشین واسط انسانی است .

مقدمه :
امروزه با توجه به پیشرفت علم الکترونیک از میکروکنترلرها استفاده بیشتری می شود که این میکروکنترلرها دو مزیت بزرگ دارند : 1 سادگی مدار از نظر سخت افزاری 2 ارزان تمام شدن مدار .
میکروکنترلرها انواع مختلف و با زبان های برنامه نویسی مختلف از جمله Basic و C و...
می باشند که هر یک مزیتها و معایبی را دارند .
در این پروژه که جهت کنترل زمان روشن و خاموش شدن 4 موتور در خروجی یا به طور کلی 4 خروجی از میکروکنترلر AVR از نوع ATmega16 شرکت ATmel و توسط زبان Basic و در محیط Bascom طراحی شده است .

مختصری راجع به AVR
زبانهای سطح بالا یا همان (HIGH LEVEL LANGUAGES) HLL به سرعت در حال تبدیل شدن به زبان برنامه نویسی استاندارد برای میکرو کنترلرها (MCU) حتی برای میکروهای 8 بیتی کوچک هستند . زبان برنامه نویسی BASIC و C بیشترین استفاده را در برنامه نویسی میکروها دارند ولی در اکثر کاربردها کدهای بیشتری را نسبت به زبان برنامه نویسی اسمبلی تولید می کنند . ATMEL ایجاد تحولی در معماری ، جهت کاهش کد به مقدار مینیمم را درک کرد که نتیجه این تحول میکرو کنترلرهای AVR هستند که علاوه بر کاهش و بهینه سازی مقدار کدها به طور واقع عملیات را تنها در یک کلاک سیکل توسط معماری ( REDUCED RISC INSTRUCTION SET COMPUTER) انجام می دهند و از 32 ریجیستر همه منظوره (ACCUMULATORS) استفاده می کنند که باعث شده 4 تا 12 بار سریعتر از میکروهای موزد استفاده کنونی باشند .
تکنولوژی حافظه کم مصرف غیر فرّار شرکت ATMEL برای برنامه ریزی AVR ها مورد استفاده قرار گرفته است در نتیجه حافظه های FLASH و EEPROM در داخل مدار قابل برنامه ریزی (ISP) هستند . میکروکنترلرهای اولیه AVR دارای 1 ، 2 ، 8 کییوبایت حافظه FLASH و به صورت کلمات 16 بیتی سازماندهی شده بودند .
AVR ها به عنوان میکروهای RISC با دستورات فراوان طراحی شده اند که باعث میشود حجم کد تولید شده کم و سرعت بالاتری به دست آید .

عملیات تک سیکل :
با انجام تک سیکل دستورات ، کلاک اسیلاتور با کلاک داخلط سیستم یکی می شود . هیچ تقسیم کننده ای در داخل AVR قرار ندارد که ایجاد اختلاف فاز کلاک کند . اکثر میکروها کلاک اسیلاتور به سیستم را با نسبت 1:4 یا 1:12 تقسیم می کنند که
خود باعث کاهش سرعت می شود . بنابراین AVR ها 4 تا 12 بار سریعتر و مصرف
آنها نیز 4-12 بار نسبت به میکروکنترلرهای مصرفی کنونی کمتر است زیرا در تکنولژی CMOS استفاده شده در میکروهای AVR ، مصرف توان سطح منطقی متناسب با فرکانس است .
نمودار زیر افزایش (MILLION INSSTRUCTION PER SECONDS) MIPS را به علت انجام عملیات تک سیکل AVR (نسبت 1:1 ) در مقایسه با نسبتهای 1:4 و 1:12 دی دیگر میکروها را نشان می دهد .
نمودار مقایسه افزایش
MIPS/POWER Consumption در AVR با دیگر میکرو کنترلرها .

طراحی برای زبان های BASIC و C
زبان های BASIC و C بیشترین استفاده را در دنیای امروز بعنوان زبان های HLL دارند. تا امروزه معماری بیشتر میکروها برای زبان اسمبلی طراحی شده و کمتر از زبانهای HLL حمایت کرده اند .
هدف ATMEL طراحی معماری بود که هم برای زبان اسمبلی و هم زبان های HLL مفید باشد . به طور مثال در زبانهای C و BASIC می توان یک متغییر محلی به جای متغییر سراسری در داخل زیربرنامه تعریف کرد ، در این صورت فقط در زمان اجرا زیر برنامه مکانی از حافظه RAM برای متغییر اشغال می شود در صورتی که اگر متغییری به عنوان سراسری تعریف گردد در تمام وقت مکانی از حافظه FLASH ROM را اشغال کرده است .

 

انتهای تحقیق

دیگر کاربردهای پورت C

Alternate functions	Port pin
RXD(UART INPUT LINE)	PD0
TXD(UART OUTPUT LINE)	PD1
INT 0(EXTERNAL INTERRUPT 0 INPUT)	PD2
INT1(EXTERNAL INTERRUPT 1 INPUT)	PD3
OC1B (T/C 1 OUTPUT COMPARE MATCH OUTOUT )	PD4
OC1A (T/C 1 OUTPUT COMPARE MATCH OUTOUT )	PD5
ICP (T/C1 INPUT CAPTURE PIN)	PD6
OC2 (T/C2) OUTPUT COMPARE MATCH OUTPUT	PD7

PORTD.7-OC2

OC2 : خروچی مد مقایسه ای تایمر/ کانتر PD7.2 با یک شدن DDD7 می تواند به عنوان پایه ی خروجی مُد مقایسه ای Timer/counter2 شکل دهی شود . این پایه همچنین برای خروجی PWM تایمر استفاده می شود .

PORTD.6-ICP

ICP : PD6 می تواند به عنوان پایه ورودی CAPTURE تایمر کانتر 1 عمل کند .

PORTD.5-OC1A

OC1A : خروجی مُد مقایسه ای Timer/Counter1. پایه PD5 با یک شدن DDD5 می تواند برای خروجی مُد مقایسه ای Timer/counter1 شکل دهی شود . این پایه همچنین برای خروجی PWM تایمر1 استفاده می شود .

PORTD.4-OC1B

OC1B : خروجی مُد مقایسه ای  Timer/ Counter1

پایه PD4 با یک شدن DDD4 می تواند برای خروجی مُد مقایسه ای Timer/counter1 شکل دهی شود این پایه همچنین برای خروجی PWM تایمر استفاده می شود .

PORTD.3-INT1

INT1 : منبع وقفه خارجی یک .

پایه PD3 می تواند بعنوان منبع وقفه برای میکرو استفاده شود .

 

PORTD.2-INT0

INT. : منبع وقفه خارجی صفر .

پایه PD3 می تواند بعنوان منبع وقفه برای میکرو استفاده شود.

PORTD.1-TXD

TXD  :  ارسال داده (پایه ورودی داده برای USART)

زمانیکه ارسال USART فعال می شود پایه با توجه یه DDD1 به عنوان خروجی شکل دهی می شود .

 

 

منابع و مأخذ

• میکروکنترلرهای AVR نوشته مهندس علی کاهه
• Search از سایت www. DataSheet 4u .com