------( 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

عنوان ‍ﭘروژه : طراحی و ساخت فانکشن ژنراتور با کنترل لمسی توسط (Touch Screen)

شرح پروژه:

در این پروژه که می توان آنرا برای عیب یابی انواع مدارات و دستگاه های ( نظیر رادیوظبط – آمپلی فایر – مدارات دیجیتال – مخابرات و .....) بکاربرد. فنکشن ژنراتور یا سیگنال ژنراتور به معنی تولید کننده انواع شکل موج های نظیر سینوسی – مربعی – مثلثی – دندانه اره ای در طیف مشخص دامنه و فرکانس مشخص می باشد که توسط میکروکنترلر و صفحه لمسی قابل انتخاب نوع شکل موج و فرکانس خروجی در رنج مشخصی است. این دستگاه قادر است تا سیگنالها (امواج) الکترونیکی را با مقدار دامنه (ولتاژ) و فرکانس انتخاب شده توسط کاربر را تولید نماید و آنرا به خروجی برای وارد کردن به مدار و مصارف دیگر اعمال نماید. در این پروژه سعی می شود تا برای دقت و کیفیت بیشتر از مبدل های 16 بیتی استفاده شود که توسط SPI و میکرو کنترل می شوند تا سیگنال های موردنظر را ایجاد نمایند با دقت بشتر.

هدف از پروژه:

1. ساخت فانکشن ژنراتور
2. استفاده از تراشه های برنامه پذیر
3. استفاده از GLCD128*64 و Touch Screen
4. نمایش همه فرایند ها بر روی GLCD
5. رابط کاربری مناسب و آسان
6. برنامه نوشته شده به زبان C
7. کامپایلر CodeVision Compiler
8. تراشه های مبدل DAC 16BIT

قابلیت ها:

1. تولید شکل موج های سینوسی – مربعی – مثلثی – دندانه اره ای
2. تولید فرکانس مختلف با دامنه حد اکثر تا 10+- ولت
3. تولید شکل موج دیجیتال برای تراشه های TTL/CMOS
4. دسترسی آسان و سریع

ساختار پروژه در تصویر زیر آورده شده است

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

راهنمای کامل و گزارشکار آماده و تایپ شده در Microsoft Office Word 154 صفحه 7 قسمت بهمراه فایل پایانامه تایپ شده و ویرایش شده آماده برای پرینت و فیلم آموزش عملکرد مدار

نحوه اتصال GLCD به میکروکنترلر:

در بیشتر مدارهای میکروکنترلری ما نیاز به نمایش اطلاعات برای کاربر داریم، برای این کار راه های‬ ‫مختلفی وجود دارد از جمله استفاده از چند ‪، LED ‬استفاده از ‪، 7segment ‬استفاده از ‪ LCD‬ و ...،اما ‪ LCD‬ها‬ ‫به علت داشتن قابلیتهای بیشتر نمایش، ابعاد مختلف و برنامه ریزی آسان اغلب مورد توجه قرار می‬ ‫گیرند.‬ LCD‬ها شامل انواع کاراکتری و گرافیکی هستند که در اینجا نوع گرافیکی آن را معرفی و طرز استفاده‬ ‫آن را شرح می دهیم.‬

امروزه از LCD های گرافیکی بطور گسترده در پروژه های الکترونیک استفاده می شود. یک LCD گرافیکی از تعدادی ماتریس نقطه ای بهم پیوسته تشکیل شده است و توسط یک تراشه راه انداز کنترل می شود. بطور کلی انواع LCD های گرافیکی یا GLCD براساس تراشه راه انداز خود دسته بندی می شوند دونوع از پر مصرف ترین این نمایشگرها را می توان به شماره KS0108 و مدل T6963C مدل Toshiba نامبرد. این نوع ال سی دی ها می توانند ماتریس نقطه ای به اندازه 64 سطر و 128 ستون یا 8192 نقطه را توسط RAM نمایش DDRAM به ظرفیت 128×64 بیت نمایش دهد. مدل GDM12864A توسط تراشه KD0108 کنترل می شود. این تراشه یک راه انداز با 64 کانال خروجی و به منظور کنترل LCD های ماتریسی گرافیکی طراحی شده است.

تقسیم بندی صفحه نمایش GLCD :

همانطور که اشاره شد ال سی دی های گرافیکی از دو تراشه کنترلی KS0108 استفاده می کند. که تراشه اول کنترل نیمه راست و تراشه دومی کنترل نیمه چپ صفحه را برعهده دارند. در هر لحظه فقط یکی از این دو تراشه قابل دسترسی است که توسط پایه های CS1و CS2 قابل انتخاب می باشند. شکل زیر این مطلب را بخوبی نشان می دهد.

نرم افزار های کاربردی GLCD :

تراشه های GLCD فقط برای نمایش تصویر طراحی شده اند و فاقد بخش نمایش کاراکتر های استاندارد (حالت متنی) می باشند. بنابراین برای تبدیل تصویر به کدهای قابل نمایش بر روی GLCD باید از نرم افزار های موجود دراین زمینه استفاده نمود یکی از این نرم افزار ها نرم افزار FastLCD است که کار با آن بسیار آسان و راحت می باشد که نحوه کشیدن تصویر دلخواه برای طراحی و کد نویسی در متن زیر آورده شده است: ابتدا تصویر موردنظر را توسط نرم افزار Shortcut رسم نموده مانند شکل زیر با ابزار موجود در نوار ابزار سمت چپ سپس به فرمت BMP فایل ذخیره نمائید :

در مرحله بعد برای تبدیل این تصویر با فرمت خاص به کد هگز HEX قابل استفاده برای نرم افزار CodeVision Compiler از نرم افزار بسیار عالی به نام BMP2HEX Ver3 استفاده نموده تا به آسانی این تبدیل انجام شود مانند تصویر زیر

مدار نمونه در تصویر زیر آورده شده است

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

استفاده از کتابخانه GLCD

هميشه کار با کتابخانه GLCD يا ال سي دي گرافيکي اصلي کدويژن براي خودم دشوار بوده و خيلي مبهم و هيچوقت توابع آنرا بصورت کامل نتوانستم پيدا کنم. براي همين از کتابخانه هاي ديگر براي راه اندازي ال سي دي گرافيکي استفاده مي کردم. اين کتابخانه از زبان فارسي و عربي به خوبي پشتيباني مي کند. همچنين قابليت کشيدن هر شکلي را دارد. به راحتي مي توانيد يک انيميشن را روي GLCD نمايش بدهيد.

ساختار تاچ اسکرین Touch Screen :

فناوری که امروزه ما داریم آن را به نام Touch Screen و یا صفحه نمایش های لمسی می شناسیم نخستین بار در سال 1971 و در مرکز تحقیقات دانشگاه کنتاکی آمریکا پا در عرصه وجود گذاشت، جائیکه دکتر Samuel Hurst در جریان کار بروی رساله های پایان نامه دانشجویان این مرکز بعلت عملیات وقت گیری که بررسی داده های مختلف به همراه داشت با اختراع اولین حس گر لمسی به روش ساده تری برای ورود اطلاعات دست یافت این حس گر که دکتر هرست آن را Elograph نامید (Electronics Graphics) به مانند نمونه های امروزی شفاف و حساس نبود ولی بعدها پایه ای برای تاسیس شرکتی تحت نام Elographics برای کار بروی این تکنولوژی نوظهور گردید.

سه سال بعد نمونه شفاف این تکنولوژی در سال 1974 ارائه شد و در سال 1977 شرکت Elographics موفق به ساخت نمونه شفاف مقاومتی پنج سیمه 5Wire resistive شد که تا به امروز نیز یکی از کارآمد ترین روش های ساخت صفحه نمایش های لمسی به حساب می آید.

صفحه نمایش های لمسی مقاومتی: این روش ساخت که با نام صفحات فشاری نیز شناخته می شوند گسترده ترین نوع صفحات لمسی هستند که از تکنولوژِی ساخت ساده تر و در نتیجه ارزان تری نسبت به رقبا برخوردار بوده و بیش از همه در نمونه های مبتنی بر ویندوز موبایل همانند HTC Touch Diamond و یا HTC TyTNΙΙ دیده می شود.

نحوه استفاده Touch Screen بوسیله میکروکنترلر AVR :این چهار خط برای کنترل تاچ می باشد. برای بدست آوردن مقدارهای XوY صفحه مورد نظر به دوحالت متفاوت از هم تغذیه و کنترل میشوند. در زیر نیز حالتهای مختلف برای بدست آوردن مقدار X و Y آورده شده است:

کاربرد Touch Screen بعنوان کلید:

حال می خواهیم از این مقدار های مختصات بالا بعنوان طراحی یک کلید لمسی با ابعاد مشخص استفاده کنیم . یعنی تصویری از یک کلید را در صفحه نمایش GLCD نمایش دهیم و توسط تاچ نصب شده بر روی این LCD مقدار X و Y را بدست بیاوریم که هنگام لمس این مختصات بدست آمده کار مورد نظر را برای ما انجام دهد. برای این کار ابتدا به شکل یک چهار ضلعی مربع یا مستطیل نیاز داریم تا دو نقطه بر روی محور X و دونقطه بر روی محور Y را محاسبه کنیم بصورت زیر:

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

در شکل زیر فرم PCB مدار آورده شده است

مبدل های DAC و کاربرد آنها::

شرحي بر مدارات مبدل ديجيتال به آنالوگ و آنالوگ به ديجيتال: اتصال مدارات دیجیتال به حسگر ها ساده است به شرطي كه حسگرها هستند ذاتا دیجیتال باشند. سوئیچ ، رله ها ، و اينكدرها می توانند به راحتی به مدار ديجيتال اتصال يابند چراكه ماهيت خروجي آنها 0و1 است با این حال ، زمانی که درگير بحث اتصال قطعات انالوگ به مدار ديجيتال شويم بحث كمي پيچيده تر مي شود. چراكه بايد راهي برای ترجمه الکترونیکی سیگنال های آنالوگ به دیجیتال (دودویی) يافت يك مبدل آنالوگ به دیجیتال و یا ADC ،اين وظيفه را به عهده دارد در حالی که مبديل دیجیتال به آنالوگ ، و یا مبدل عددی به قیاسی ، برعكس عمل فوق را بر عهده دارد ورودی ADC سیگنال الکتریکی آنالوگ از قبیل ولتاژ و یا جریان و خروجی آن دودویی است. درفرم بلوک دیاگرام ، می توان چنین بیان کرد.

آنها اغلب در سیستم های دیجیتال برای ارائه ارتباط کامل با سنسورهای آنالوگ و دستگاههای خروجی در سیستم های کنترل استفاده می شود تبديل سيگنال ديجيتال به آنالوگ بسيار ساده است( با اينكه اغلب ابتدا برعكس اين كار صورت مي گيرد. بنابراین ، ما با مدارات DAC آغازو سپس به مدارات ADCمي رسيم. 13.2 مبدل عددی به قیاسی R/2nR این مدار DAC ، درعبارتي به عنوان مبدل عددی به قیاسی با ورودی وزن دار دودويي شناخته می شود ، كه يك متغير در مدار معكوس گر آپ امپ است اگر شما مدارکلاسیک معکوس جمع كننده را با يك آپ امپ و فيد بك منفي به ياد داشته باشيد كه براي كنترل ولتاژ خروجي با استفاده ازچند ولتاژ ورودي به كار ميرفت بايد بدانيد كه ولتاژ خروجی معکوس (قطب مخالف شده) جمع تمام ولتاژهای ورودی است .

می شود ، كه يك متغير در مدار معكوس گر آپ امپ است اگر شما مدارکلاسیک معکوس جمع كننده را با يك آپ امپ و فيد بك منفي به ياد داشته باشيد كه براي كنترل ولتاژ خروجي با استفاده ازچند ولتاژ ورودي به كار ميرفت بايد بدانيد كه ولتاژ خروجی معکوس (قطب مخالف شده) جمع تمام ولتاژهای ورودی است .

در مدار ساده جمع كننده معكوس گر، همه مقاومتها بايد از مقدار مساوي برخوردار باشند اگر هر کدام از مقاومتهاي ورودي با ديگران متفاوت باشند ، ولتاژ ورودی آن تاثير متفاوتي در خروجي دارد و ولتاژ خروجی مجموع درستي از ولتاژهاي ورودي نخواهد بود. بیایید عمدا مقدار مقاومتهاي ورودي را مقاديري متفاوت در نظر بگيريم فرض کنید که به جاي تمامي مقادير R مقدار هاي R,2R,4R را قرار دهيم.

ازV1 شروع و به طرف V3 حركت مي كنيم، و تاثير هر یک از ولتاژهاي ورودی را در خروجی مشهاده ميكنيم كه دقیقا نصف حالت قبل است به عبارت دیگر ، ولتاژ ورودی V1 تاثير يك به يكي با خروجي دارد (بدست آوردن 1) ، در حالی که تاثير ولتاژ ورودی V2 در خروجی به نصف رسيده است (بدست آوردن2 / 1) و V3 نیمی از آن (4 / 1). این نسبت خودسرانه انتخاب نمی شود آنها نسبتهای مربوط به همان محل در اوزان سیستم شمارشی دودویی است. اگر ورودیهاي این مدار را با گيتهای دیجیتال راه اندازي كنيم به طوری که هر یک از ورودی است یا 0 ولت و یا ولتاژ منبع تغذیه کامل(VCC) باشد ، ولتاژخروجی نماینده اي آنالوگ از مقدار دودویی یک حالت از این سه بیت خواهد شد.

اگر ما نمودار ولتاژ خروجی را برای همه ترکیبهاي سه بيت ورودي دودویی (000 تا 111) را رسم كنيم خواهيم داشت

توجه داشته باشید که با هر قدم پيش روي ، در نتایج 1.25 تغییر ولت وجود دارد خروجی. این مدار بسیار آسان با استفاده از شبیه ساز SPICEشبيه سازي ميشود. در شبیه سازی مدار DAC با یک ورودی دودویی از 110 توجه داشته باشید كه گرههاي اول مقاومتهاي R1 ، R2 و R3 : "1" آن را متصل به سمت مثبت 5 ولت باتری و گره "0" متصل به زمین باشد). در شبیه سازی مقدار ولتاژ خروجی 6 بوده است.

ما می توانیم مقدارمقاومتها را در این مداربه گونه اي تنظیم كنيم كه ولتاژ خروجی به دست آمده به طور مستقیم با ورودي دودويي متناسب باشد. به عنوان مثال : با مقاومت فيدبك 800اهم به جای 1 کيلواهم DAC1- ولت خروجی را برای ورودی دودویی 001 ، 4- ولت برای ورودی دودویی 100 ، 7- ولت برای دودویی 111 ورودی ، و ... را تحويل مي دهد.

اگر ما مایل تعميم اين اصول براي DACها باشيم (اضافه کردن بیت های بیشتری برای ورودی) ، كافيست مقاومتهاي ورودي را به همان منوال اضافه كنيم.

اگر خروجي يكي از گيتها 5.2 ولت برای "1" باشد در حالی که خروجی دیگری فقط 4،86 ولت است ، خروجی آنالوگ DAC مقدار اشتباهي ارائه خواهد داد. به همین ترتیب ، سطوح ولتاژ همه "0" هاي منطقي بايد يكسان باشد كه اين مورد در حالت ايده آل0.00 ولت است. توصیه می شود که در خروجی از گيتهاي CMOS استفاده شود. 13.3 مبدل ديجيتال به آنالوگ R/2R جایگزین ديگري براي مبدل عددی به قیاسی با ورودی وزن دار دودويي مداري است كه به اصطلاح R/2R DAC ، خوانده ميشود که از تعداد اندكي مقاومت منحصر به فرد تشكيل شده استمشكل طراحی DAC سابق اين بود كه به تعدادي مقاومت با مقادير مختلف نياز داشت : يعني براي هر بيت ورودي يك مقاومت خاص. ساختن آن ممکن است آسان تر شود اگرتعداد مقادير كمتري مقاومت براي خريد ، سرمايه گذاري و مرتب كردن قبل از مونتاژ وجود داشت. البته ، ما می توانیم DAC قبلي را تغییر دهیم به گونه ايكه از يك نوع مقاومت براي ساخت آن استفاده كرد با اتصال سري چند مقاومت به همديگر متأسفانه ، این روش خود باعث به وجود آمدن پيچيدگي هاي ديگري از جمله حجم زياد مي شود. به همين علت در ادامه به روشهاي ديگر ساخت DACها مي پردازيم.با ساخت نوعي از شبکه مقاومتي در ورودی مدار جمع كننده مان ، ما می توانیم به همان نوع ازمدار با وزن دودويي دست يابيم درحالي كه اين بار تنها از دو نوع مقاومت ، و فقط با افزایش نسبتا کم در تعداد دفعات مشاهده مقاومت. اين شبكه "نردباني در شكل ديده مي شود:تجزیه و تحلیل این شبکه نردبان کمی پیچیده تر از مدار قبلی است ، ولتاژهركدام از مقاومتهاي ورودی به آسانی محاسبه برای آن نقطه. براي كساني كه بيشتر به پيچيدگيهاي مدار علاقه مند هستند ياد آور مي شود كه براي هربار استفاده از ورودی دودویی بايد از قضيه تونن استفاده كرد بيشتر متمركز شويد ذر بحث زمین مجازی) و یا استفاده از یک نرم افزار شبيه سازي مانند SPICE برای تعیین واکنش مدار. در هر صورت ، شما باید نکات زیر را بدست آوريد: براي طراحي يك DAC با وزن دودويي ميتوانيم مقدار مقاومت فيدبك را نيز تغيير دهيم برای به دست آوردن هر "محدوده" مورد نظر. برای مثال ، اگر ما از +5 ولت برای سطح ولتاژ "بالا" و 0 ولت برای سطح ولتاژ "پايين"استفاده مي كنيم ، می توانیم خروجی آنالوگ را طوري تنظيم كنيم كه رابطه مستقيم با مقداردودویی ورودی داشته باشد (011 = 3- ولت ، 101 ولت = 5- ، 7- = 111 ولت ، و غیره) با استفاده از مقاومت فيدبك با مقدارR1.6 به جایR2. 13.4 فلش ADC كه مبدل آنالوگ به ديجيتال موازي نيز ناميده ميشود.درك اين مداربسيار آسان است.آن تشکیل شده است از یک سری از مقایسه کننده ها، كه هر کدام نسبت سیگنال ورودی را به ولتاژ به گونه اي منحصر به فرد مي سنجد. خروجی مقايسه كننده ها به ورودي هاي يك اينكودر متصل است تا به خروجي دودويي تبديل شود تصویر زیريك فلشACD 3بيتي را نشان می دهد: Vrefيك ولتاژ مرجع پایداراست كه توسط رگولاتور ولتاژ با دقت ساخته ميشود و به عنوان بخشی از مبدل ارائه شده است مدار ساخت آن ، در طرح کلی نمایش داده نمی شود. هرچه ولتاژ آنالوگ ورودي افزايش يابد مقايسه كننده ها تك تك شروع به رفتن به حالت اشباع مي كنند و با هر بار به اشباع رفتي يك مقايسه كننده عدد مربوط به آن در خروجي ديكدر نشان داده مي شود بدون در نظر گرفتن ديكدر هاي ماقبل (بالاترين ديكودر در اولويت است) با اين عمل توسط فلش ADC به يك خروجي شبيه شكل زير خواهيم رسيد : برای این کاربرد خاص ، مي توانيم از يك ديكدر ساده (بدون اولويت بالاترين) استفاده كرد. با توجه به ماهیت حالات خروجی مقايسه كنندهاي پشت سر هم(هر مقايسه كننده كه به اشباع رفت وردوديهاي قبلي آن در ديكدر خود به خود صفر شوند. با اين كار تنها بالاترين ديكدر فعال خواهد شد. اين كار با به كار بردن گيتهاي XOR مانند شكل محقق است كه ميتوان با اين كار از ديكدر ساده در مدار استفاده كرد: و ، البته ، مدار اينكودر خود می تواند از یک ماتریس از دیودها ساخته شده باشد،منظور نشان دادن سادگي طراحي يك مبل بوده است:

اين نوع طراحي (فلشADC) نه تنها ساده است بلكه از نظر سرعت نيز بيشترين سرعت را در بين ديگر انواع دارد و سرعت فقط در تاخير انتشار گيتها و آپ امپها محدود مي شود ولي متاسفانه براي تعداد بيتهاي خروجي زياد خوب نيست اين ADC سه بيت به هفت مقايسه كننده نياز دارد. مدل 4 بيتي آن به 15 مقايسه كننده و مدل 8 بيتي آن بايد 256 مقاسه كننده داشته باشد و همينطوربا افزايش هر بیت خروجی ، تعداد مقایسه كننده ها دو برابر مي شود. با توجه به اینکه عموما در ADC ها حداقل هشت در نظر گرفته مي شود(256 مقایسه گر مورد نیاز است!) ، روش فلشADC به سرعت ضعف خود را نشان می دهد. مزیت ديگر فلشADC ، که اغلب نادیده گرفته مي شود، توانایی آن برای توليد خروجي غیر خطی است. با برابر بودن مقدار مقاومتها در شبکه مقسم ولتاژ ،در هر یک از تعداد دفعات متوالي شمارش دودويي و افزايش مقدارسیگنال آنالوگ، پاسخ متناسب فراهم مي آيد. با این حال برای کاربردهای ویژه ، ممکن است مقدار مقاومتها در شبکه تقسیم کننده ساخته شده غیر برابر باشد. اين حالت يك ADC سفارشي فراهم مي آورد،كه واکنش های غیر خطی آنالوگ به سیگنال ورودی نشان مي دهد. به جز اي طراحي هیچ طراحی ديگر ADC قادر به اعطای این رفتار سیگنال خروجي تنها با تغييرمقدار چند مولفه را ندارد. 13.5 دیجیتال ADC شیب دار كه با عنوان سطح شیب دارپلكاني و يا به بيان ساده ترمبدل شمارشي آنالوگ به ديجيتال نيز شناخته مي شود. درك این مدل نیز نسبتا آسان است اما متاسفانه از محدودیت های مختلفي برخوردار است. شكل كلي بر مي گردد به اتصال خروجي يك شمارنده دودويي به وروديهاي يك DAC و خرجي آنالوگ DAC با ولتاژ ورودي مقايسه مي شود و خروجي مقايسه كننده در صورت فعال شدن به شمارنده فرمان ايست داده و مقدار آن را با فعال كردن بافرهاي خروجي به خروجي مدار هدايت مي كند و دوباره آن را ريست ميكند. در زیر طرح کلی مدارنشان داده شده است

تراشه مبدل DAC بکار رفته در پروژه به شماره AD420ZN32:

آی سی AD420ANZ32 یک مبدل دیجیتال به آنالوگ 16 بیتی محصول شرکت ANALOG DEVICE می باشد.رنج ولتاژ تغذیه این تراشه 12 تا 32 ولت می باشد.

این تراشه که ساخت شرکت Analog Devices می باشد از دقت و سرعت نسبتن خوب به قیمت تمام شده آن دارد از همه مهم تر که نوع ارتباط آن از نوع SPIمی باشد که در بخش های بعد درباره این نوع ارتباط توضیح داده خواهد شد. ولتاژ کاری این تراشه 5 تا 24 ولت می باشد و خوبی آن این است که مثبت است ولتاژ آن در هنگام تبادل ارتباط با تراشه میکرو سرعت کلاک آن 2.5 مگاهرتز می بادشد در حقیقت این قابلیت ها باعث شده که نوع شکل موج خورجی کاملا دقیق باشد.

خروجی این تراشه می تواند به 3 صورت تنظیم شود توسط پایه های تنظیم آن خروجی به صورت ولتاژ یا جریان در شکل زیر شماتیک مدار داخلی تراشه به همراه کدهای تنظیم رجیستر آن آورده شده

نحوه محاسبه مقاومت های خروجی مدار برای اتصال به بخش دیگر پروژه

ما در تصویر بالا از مدل 0-5 ولت استفاده نموده ایم کد را ملاحظه می کنید در بخش برنامه اضافه شده همانطور که میدانید برای ارتباط با تراشه میکرو کنترلر نیاز به تایمینگ یا همان فاصله زمانی ارسال هر کد و کلاک و لچ داریم که از بخش دیتا شت می توانیم برداشت کنیم.

تقویت کننده تفاضلی Single Operational Amplifier:

یک تقویت کننده ترانزیستوری است که خروجی آن تابعی از تفاضل بین دو ولتاژ ورودی آن است. تقویت کننده تفاضلی در ساخت تقویت کننده های عملیاتی استفاده می شود. در این پروژه نیز از دو تراشه تقویت کننده تفاضلی LM318 استفاده نموده ایم، شکل زیر مدار پایه تقویت کننده تفاضلی را نشان می دهد. توجه کنید که به این تقویت کننده ها آپ امپ نیز گفته می شود تقویت کننده های اولیه عمدتاً برای انجام عملیات ریاضی مانند جمع، تفریق، انتگرالگیری، و مشتقگیری به کار می رفتند. صفت عملیاتی به همین خاطر به این تقویت کننده ها داده شده است. این واحدهای اولیه با لامپهای الکترونیکی ساخته می شدند و با ولتاژ های بالا کار می کردند. امروزه آمپ امپ به صورت مدار مجتمع آی سی ساخته می شود و با ولتاژ های dc کم کار می کند، بسیار قابل اعتماد و ارزان است.

آمپ امپ ایده آل درای بهره ولتاژ بینهایت و پهنای باند بینهایت است. امپدانس ورودی آن نیز بینهایت یا مدار باز است و بنابر این بر منبع اثر بارگذاری ندارد. امپدانس خروجی آن نیز صفر است. هرچند تقویت کنندهای تفاضلی امروزی پارامترهای بسیار نزدیک آپ امپ ایده آل دارند، ولی هرگز نمی توان آپ امپ ایده آل ساخت. هر عنصری محدودیتهای دارد و آی سی های آپ امپ نیز از این قاعده مستثنی نیستند. شکل زیر بسته های دو ردیفه یا DIP و نصب سطحی SMT را نشان می دهد: دلیل استفاده از LM318در مدار این بوده که ولتاژ خروجی از تراشه AD420 به صورت 0 تا 5 و لت باتوان پایین بود در حالی که یک سیگنال ژنراتور باید در شکل موج های مختلف ولتاژ +10 تا -10 را داشته باشد و هم اینکه دامنه و درصد Offset آن قابل تنظیم باشد به همین خاطر از تراشه LM318 که فرکانس کاری تا 15 مگاهرتز رادارد استفاده نموده ایم

یک آپ امپ واقعی دارای بهره ولتاژ بسیار بزرگ، امپدانس ورودی بسیار بزرگ، و امپدانس خروجی بسیار کوچک است. آپ امپ واقعی پهنای باند وسیعی نیز دارد. یک آپ امپ از سه نوع تقویت کننده ساخته شده است: تقویت کننده تفاضلی – تقویت کننده ولتاژ – تقویت کننده پوش پول. طبقه ورودی آمپ امپ ها یک تقویت کننده تفاضلی است. این تقویت کننده دو ورودی دارد و تفاضل ولتاژ این دو ورودی را تقویت می کند. تقویت کننده ولتاژ معمولاً یک تقویت کننده کلاس A است که بهره آمپ امپ را افزایش می دهد. بعضی از آمپ امپها بیش از یک طبقه تقویت کننده ولتاژ دارند. در طبقه خروجی از یک تقویت کننده کلاس B پوش – پول استفاده می شود. آمپ امپ دو پایانه ورودی دارد، ورودی وارونساز – و ورودی ناواونساز + و آمپ امپ یک پایانه خروجی دارد. آمپ امپ معمولاً با دو منبع تغذیه DC کار می کند یکی مثبت و دیگری منفی طبقه ورودی تقویت کننده عملیاتی یک تقویت کننده تفاضلی است. صفت تفاضلی از این ویژگی گرفته شده است که این تقویت کننده می تواند تفاضل دو سیگنال اعمال شده به ورودیهایش را تقویت کند. تنها تفاضل دو سیگنال تقویت می شود، اگر دو سیگنال یکسان باشند، یعنی تفاضلی نداشته باشند خروجی صفر است. تصویر بالا نمونه ای از کاربرد این تراشه را در پروژه نشان می دهد که در آن برای تنظیم حداقل و حداکثر ولتاژ و جریان خروجی از دو آمپ امپ استفاده نموده ایم.

معادله تولید موج سینوسی:

برای تولید یک موج سینوسی، به جدولی نیاز داریم که مقادیرش اندازه سینوس را با زاویه 0 تا 360 درجه بدست دهد. مقادیر برای تابع سینوسی بین -1.0 تا +0.1 به ازای زاویه 0 تا 360 درجه تغییر می نماید. بنابراین مقادیر جدول اعداد صحیحی هستند که مقدار ولتاژ را برای سینوس Ө نمایش می دهند. این روش فقط خروج اعداد صحیح از AVR به DAC را تضمین می کند. زوایا مقادیر سینوس، اندازه ولتاژ و مقادیر صحیح نمایش دهنده اندازه ولتاژ را برای هر زاویه با دقت 5 درجه نشان می دهد. برای تولید مقادیر دیجیتال فرض می کنیم که حداکثر ولتاژ خروجی DAC برابر 10 ولت باشد. خروجب حداکثر DAC هنگامی حاصل می شود که همه داده های ورودی به DAC در سطح بالا باشند. بنابراین، برای دستیابی به حداکثر مقدار 10 ولت خروجی معادله زیر را بکار می بریم :

برای یافتن مقدار ارسالی به DAC به ازای زوایای مختلف ولتاژ Vout را در 65533.6 ضرب میکنیم زیرا 65336 مرحله وجود دارد 16 بیت و ولتاژ خروجی حداکثر هم 10 ولت است. بنابراین 65536/10 = 65533.6 پله به ازای هر ولت وجود خواهد داشت. برای روشن شدن مطلب به کد زیر مراجعه کنید که توسط نرم افزار Microsoft Office Excel طراحی شده است با گرفتن نمودار شما می توانید شکل حاصل از معادله بالا با مقدار سطح دیجیتال هر کد را ملاحظه کنید: شکل موج های دیگر نیز از همین روش استفاده میکنن فقط شیب ولتاژ در معادله تغییر می کند که می شود با مقدار دادن دستی آن را طراحی نمود.

کار با تایمر (timer) و شمارنده (counter) میکروکنترلر AVR :

گاهی اوقات نیاز داریم تا یک زمان بندی دقیق برای وظایف میکروکنترلر مشخص کنیم مانند وقتی که می خواهیم یک LED را هر یک ثانیه یک بار خاموش و روشن کنیم یا زمانی که می خواهیم یک ساعت بسازیم و ... ، در این موارد از تایمر میکروکنترلر استفاده می کنیم. اما گاهی اوقات نیز نیاز است تا تعداد رویدادهایی که خارج از میکروکنترلر اتفاق میافتد را بشماریم مثلاً قصد داریم تا تعداد بطری نوشابه هایی که بر روی نقاله در حال عبور است را بدانیم از امکان شمارنده یا کانتر (counter) میکروکنترلر استفاده می کنیم. در واقع بخش تایمر/کانتر چیزی نیست جز یک شمارنده که در داخل میکروکنترلر تعبیه شده است ،همان طور که میدانیم شمارنده ها برای شمارش نیاز به کلاک پالس دارند حالا اگر این کلاک پالس از کلاک داخلی خود میکرو تامین شده باشد ما تایمر خواهیم داشت اما اگر این کلاک پالس از خارج از میکروکنترلر تامین شود ما یک کانتر خواهیم داشت. یکی از ویژگی های تایمر/کانتر در میکروکنترلر این است که کارکرد آن مستقل از CPU میکروکنترلر است. یعنی تایمر/کانتر قادر است فعالیتش را موازی با CPU انجام دهد. همان طور که در بالا نیز به آن اشاره شد برای اینکه تایمر/کانتر بتواند کار کند نیاز به کلاک پالس دارد. تایمر/کانتر می تواند این کلاک پالس را از کلاک سیستم یا تقسیمی از کلاک سیستم یا از یک منبع کلاک خارجی تامین کند. زمانی که تایمر/کانتر از پایه خروجی کلاک دریافت می کند، سیگنال خروجی با فرکانس اسیلاتور CPU سنکرون می شود. بنابر این برای اطمینان از نمونه برداری مناسب بایستی زمان بین دو کلاک خروجی حداقل برابر یک دوره تناوب کلاک CPU داخلی باشد. کلاک خروجی در لبه بالا رونده کلاک داخلی CPU نمونه برداری می شود. میکروکنترلرهای AVR (بجز MEGA64,MEGA128,MEGA256 و MEGA162 که 4 تایمر دارند) نهایتاً دارای 3 تایمر/کانتر هستند. برخی از آنها دارای عملکرد ساده و برخی دیگر دارای امکانات بیشتر نظیر تولید موج PWM ، حالت مقایسه CTC ، حالت تسخیر، عملکرد غیر همزمان و ... می باشند.

راهنمای بیشتر و کاملتر پس از سفارش پروژه برای شما ارسال می شود لازم بذکر است این خلاصه ای از فایل های راهنمای همراه این پروژه می باشد.

برنامه C برای AVR

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

نکته: آموزش نحوه 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:

---

(( 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: 103p33

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

 

---