منتديات ابناء تعوينين للهندسة والصيانة الشاملة
بارك الله فيكم وارجوا اخواني الزوار ان تعود عليكم هذه الزيارة بكل خيروفائدة ...وللعلم هذا الموقع غير مسؤول عن أي آراء مطروحة و المحتويات الموجوده لاتعبر عن آراء منشئ المنتدي ولكن تعبر عن آراء أعضاءه .
بارك الله في الجميع ومرحبا بكم في بيتكم

منتديات ابناء تعوينين للهندسة والصيانة الشاملة

منتدي خاص بالالكتروميكانيك والهندسة والصيانة الشاملة - هذا العمل لوجه الله سبحانه وتعالى نطلب الدعاء للوالد بالمغفرة والرحمة و الشفاء وطول العمر للوالدة العزيزة فقط
 
الرئيسيةاليوميةمكتبة الصورس .و .جبحـثالتسجيلقائمة الاعضاءالمجموعاتدخولسجل معنا
 

  بسم الله الرحمان الرحيم}   وَيَسْأَلُونَكَ عَنِ الرُّوحِ قُلِ الرُّوحُ مِنْ أَمْرِ رَبِّي وَمَا أُوتِيتُم مِّن الْعِلْمِ إِلاَّ قَلِيلاً }....*..... {اقْرَأْ بِاسْمِ رَبِّكَ الَّذِي خَلَقَ{ { 1خَلَقَ الْإِنسَانَ مِنْ عَلَقٍ{2} اقْرَأْ وَرَبُّكَ الْأَكْرَمُ{3} الَّذِي عَلَّمَ بِالْقَلَمِ{4} عَلَّمَ الْإِنسَانَ مَا لَمْ يَعْلَمْ{5} ....*.... {وقل رَبِّ زِدْنِي عِلْماً"} ......*.....( خيركم من تعلم العلم وعلمه}.......*.........}  اللهم انفعنا بما علمتنا ، وعلمنا ما ينفعنا}*.........*........*   أهلا بكم في منتدى أبناء تعوينين للهندسة والصيانة الشاملة وهو خدمة مقدمة من طرف محل الصفوة للبيع والصيانة – الكهرباء العامة والصيانة الصناعية   الموقع الجديد/ بين بريد درارية وبنك سوسيتي جينيرال مقابل الجنينة درارية DRARIA الجزائر العاصمة الجزائر  نقال /  0777516191    وأصلح الله مابين أيديكم وأيدينا .

 

شاطر | 
 

 المتحكمات الدقيقة ( MicroControllers )

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
zoubida



عدد المساهمات : 626
تاريخ التسجيل : 21/04/2010

مُساهمةموضوع: المتحكمات الدقيقة ( MicroControllers )   الخميس مارس 01, 2012 9:39 pm

المتحكمات الدقيقة ( MicroControllers )


مقدمة :


اليوم أصبحت الأجهزة الكهربائية و الإلكترونية جزء لا يتجزأ من الحياة
اليومية، ولا يكاد يخلو مكان من هذه الأجهزة، بسيطة كانت أو معقده. ولا
تستغرب لو قلت أن المتحكمات قد غزت هذه الأجهزة، فأغلب الأجهزة التي حولنا
تحتوي على المتحكمات.
الساعات، التلفونات، الكاميرات، المايكروويف، السيارات، لعب الأطفال و إلخ جميعها تحتوي على متحكمات بسيطه أو معقده.

ما هو المتحكم؟ وكيف يعمل ؟



كلنا يعرف الحاسب الآلي ، والحاسب كما لا يخفى عليكم يحتوي على: معالج
(CPU)، وحدة الحساب و المنطق (ALU)، الذاكرتين (ROMوRAM) ، وحدة تخزين
البيانات (Hard Disk) و مداخل و مخارج البيانات.

المتحكم هو عبارة
عن حاسب آلي صغير جدًا، فالبنية الأساسية -غالبًا- تحتوي ما يحتويه
الحاسب. أي أن المتحكم يحتوي على CPU و ALU و ROMوRAM و ذاكرة خاصة
للبيانات و مداخل وخارج البيانات.

وكما وضحت آنفًا، أغلب
المتحكمات مبنية على هذا الأساس، لكن قد تختلف فيما بينها على مواصفات
وخصائص هذه المحتويات، إضافة إلى أنه في بعض الأحيان تكون هناك مميزات لبعض
المتحكمات التي قد تصنع لأغراض مخصصه.


و كما تعلمون، أن
الحاسب جسد وروح، الجسد هي المكونات الداخلية الـHardware و الروح هي برامج
التشغيل الـSoftwear . فالحاسب يقوم بتنفيذ الأوامر الصادرة من البرامج
ليؤدي مهمة ما.
برنامج الوورد مثلا هو برنامج يوجه الحاسب للقيام بمهمة معالجة النصوص.

والمتحكم كالحاسب يحتاج إلى برنامج يحتوي على عدة أومر توجهه لإنجاز هدف
البرنامج. فإذا أردنا مثلاً أن نصنع برنامج يحاكي عملية تنظيم المرور
باستخدام الإشارات المرورية، فعلينا أن نصنع برنامجًا خاصًا بهذا الهدف ثم
نقوم بتحميله على المتحكم ثم نربط المتحكم ببعض القطع الإلكترونية البسيطه
ثم نقوم بتشغيله ليبتدئ عمله.



ولو تأملنا قليلاً لوجدنا
أن المتحكم -إذا ما استخدمناه بدلاً من تركيب الدوائر الإلكترونية و
تصميمها- سيختصر علينا الكثير من الجهد و الوقت و المال. هذا غير أن
المتحكم نفسه تستطيع إستخدامه في أكثر من مشروع ولن يكلف إلا إعادة برمجته
ببرنامج من صنع يديك أو من الإنترنت، أما الدوائر الإلكترونية فإنها قد
تكلفنا الجهد و المال و الوقت.

لنعد لمثالنا السابق تنظيم السير
باستخدام إشارات المرور، فلو أردنا محاكاة نظام إشارات المرور باستخدام
الدوائر الإلكترونية فإننا سنحتاج العديد من المؤقتات و المقارنات و
البوابات المنطقية و المكثفات و المقاومات و غيرها و هذاسيكلفنا المال و
أيضًا نحتاج لتوصيلها بطريقة صحيحة و من ثم إختبارها وهذا أيضً سيستنفذ
الوقت و الجهد.

لكن لو استخدمنا المتحكم فما علينا سوى تصميم
برنامج يحاكي نظام إشارات المرور ثم نحمله على المتحكم ثم نربط المتحكم
بالقليل من المقاومات و الــLED's .

إذًا،وفي كثير من الأحيان استخدام المتحكم يوفر علينا الجهد و الوقت و المال.

أنواع مختلفة من المتحكمات



المتحكم 16F877 والذي نستعمله في دراستنا " على لوحة التطوير "





  • خصائص المايكروكنترولر:


  1. يكون المايكروكنترولر عادة بداخل جهاز آخر للتحكم بذلك الجهاز كما ذكرنا سابقاً.
  2. يكون في المايكروكنترولر مايحتاجه من الذاكرة مثل الرام والروم (RAM & ROM) فهو ليس بحاجة إلى شرائح خارجية للذاكرة.
  3. يكون عمل المايكروكنترولر محدد بمهمة واحدة وتنفيذ الأوامر في برنامج واحد يكون مخزناً في ذاكرة المايكروكنترولر.

  4. يكون استهلاك المايكروكنترولر من الطاقة صغيراًً جدا بالنسبة للكمبيوترات
    الأخرى فمثلا بعضها يستهلك 50 ميللي وات بينما الكمبيوتر العادي الذي
    نستخدمه في منازلنا قد يستهلك 50 وات.


  • تركيب المايكروكونترولر :
مع
أن المايكروكنترولر صغير الحجم إلا أنه معقد ، لذلك يجب فهم الآلية التي
يترابط فيها البرنامج مع الهاردوير الموجود ، سنستعمل في دراستنا في هذا
المادة المايكروكنترولر 16F877 والتي تعد من أبسطها تركيباً ولكنها تحتوي
على عدد جيد من الخصائص .
المايكروكنترولر يتكون من نفس الأجزاء الرئيسية لأي كومبيوتر .
المعالج - الذاكرة - وسائل الإدخال والإخراج
ولكن الفرق هنا أن هذه القطع أقل تعقيداً وأقل كفاءة ، كل القطع هنا مدمجة
في شريحة واحدة ولا يمكن التعديل عليها ، لذلك يجب اختيار المايكروكنترولر
الملائم للخصائص التي تحتجاها في برنامجك ، وأيضاً فإن المايكروكنترولر
يفتقر إلى خاصية الـ MultiTasking والتي تمكن الكومبيوتر العادي من تشغيل
أكثر من برنامج في نفس الوقت


  • أولاً : المعالج :
في
المتحكمات الدقيقة يوجد معالج واحد يقوم بجميع العمليات المنطقية ، إدخال
وإخراج البيانات و جميع الحسابات الأخرى ، وبالطبع لايمكن تنظيم هذه
العملية إلا بواسطة برنامج يحتوي على سلسلة من الأوامر يقوم المعالج
بتطبيقها بشكل تسلسلي.
هذه الأوامر تحفظ على على شكل مواقع في الذاكرة ، ويتم نسخها إلى المسجل Register بواسطة قناة البيانات
فك تشفير البيانات يتم بوحدة خاصة بذلك في المعالج ، وكل أمر هنا يمثل 1 ، 2 بايت أو أكثر



  • ثانياً : الذاكرة :
هناك نوعين من الذواكر : متقلبة وغير متقلبة .
الذاكرة
المتقلبة volatile تفقد جميع البيانات المخزنة فيها عندما يتم فصل التيار
عنها ، تستخدم في تخزين البيانات التي يحتاجها المعالج أثناء تنفيذه
للأوامر المختلفة ، وهي هنا الرام ( الذاكرة العشوائية )
النوع الثاني هو الذاكرة الثابتة non-volatile والتي لا تتأثر بفصل التيار عنها ، وتتمثل في


  • الروم
    و هي عبارة عن مجموعة من الأوامر يحتاجها المعالج ليشغل نفسه فيتراوح
    حجمها بين 512 بايت و 4096 بايت وقد يصل حجمها إلى 128 كيلوبايت في بعض
    المتحكمات. وذاكرة الروم قد تكون من نوع الروم (ROM) حيث يمكن برمجتها مرة
    واحدة فقط وقد تكون من نوع إي بروم (EPROM) أو إي إي بروم (EEPRPM) حيث
    يمكن برمجتها عدة مرات.
  • الفلاش وهي عبارة عن ذاكرة تستخدم في تخزين البرامج والأوامر المعطاة للمتحكم ، وتبلغ 64 كيلوبايت في المتحكم 16F877




  • ثالثاً: وحدات الإدخال والإخراج :
بالطبع بدون إدخال وإخراج البيانات من المتحكم سيكون عديم الفائدة !
إخراج
وإدخال اليبانات يعتمد على المنافذ Ports المرتبطة بالريجستر ، وهناك
نوعين من المنافذ على التوالي أو على التوازي ، في التوصيل على التوازي
يتم نقل 8 بت في الوقت ذاته على 8 خطوط مختلفة ، بينما في التوصيل على
التوالي يتم نقل بت واحد تلو الآخر في خط واحد فقط .
1- شريحة العرض السباعي ( 7 segment Display ) :




وهي
مثل شاشة العرض في الآلة الحاسبة ، سميت بذلك لأنها تتكون من 7 مصابيح
"دايود" صغيرة ، تستخدم في عرض الأرقام وبعض الأحرف ، يمكن إيصالها
بالمتحكم كما في الرسم التوضيحي التالي :


شريحة العرض 7 مع المتحكم 16F877

_________________
سبحان الله والحمد لله والله اكبر

سوف أعيشُ فأنفعُ الآخرين ، وأسدي الجميلَ إلى الغير، أعود مريضاً، أشيِّعُ جنازةً ، أدلُّ حيران، أُطعمُ جائعاً، أفرِّجُ عن مكروبٍ، أقفٌ مع مظلومٍ، أشفعُ لضعيفٍ، أواسي منكوباً، أكرمُ عالماً، أرحمُ صغيراً، أجِلُّ كبيراً

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
zoubida



عدد المساهمات : 626
تاريخ التسجيل : 21/04/2010

مُساهمةموضوع: رد: المتحكمات الدقيقة ( MicroControllers )   الخميس مارس 01, 2012 9:44 pm

وهذا المقطع يشرح طريقة عملها ( بدون اتصالها بالمتحكم )



فيديو YouTube



وهنا نرى استعمالاً لها في برنامج بسيط :



فيديو YouTube



وهذا الجدول يوضح قيم كل من a , b , c , d, e, f, g للحصول على الأرقام 0-9




2- الدايود المضيء الديود المضئ وقد تكلمة عنه في مقالة سابقة في نول


3- لوحة المفاتيح ( KeyPad ) :


ويوجد منها عدة أنواع حسب عدد المفاتيح والشائع منها هي 3×4 و 4×4


4×4
وفكرة عمله تعتمد على تحديد إحداثيات المفتاح المضغوط عليه كما في الشكل التالي



وهذا الفيديو يوضح تجربة استعمال شريحة العرض السباعي مع لوحة المفاتيح 4×4



فيديو YouTube



4- يوجد أيضاً عدد من وسائل الإخراج الأخرى التي يمكن ربطها بالمتحكم الدقيق ، وقد قمت بشرحها تفصيلياً في مقالات أخرى وهي :


  • المرحل
  • المحرك الخطوي


ربط المتحكم بالحاسوب :

يجب ربط المتحكم بحاسب خارجي ليتمكن من إنزال البرامج عليه ، ويمكن ربط المتحكم بالحاسب الآلي بعدة طرق :

  • عن
    طريق استخدام لوح التطوير " Development Board " : وهي عبارة عن لوحة
    متعددة الأغراض يمكن إدماج المتحكم فيها ، تحتوي اللوحة على مبرمج مدمج ،
    منافذ للطاقة ، وتحتوي كذلك على عدد من الإضافات الأخرى والتي تساعد في
    تطبيقات مختلفة للمتحكم ، ويوجد منها أنواع متعدد تختلف بميزاتها وخصائصها
    والإضافات الموجودة فيها ، وتحتوي على منفذ تسلسلي لربط المتحكم بالحاسب ،
    الصور التالية تعرض مجموعة من لوحات التطوير .




  • عن طريق مايعرف بالمبرمج " Programmer " ، وهو عبارة عن وصلة جاهزة تربط بين المتحكم وبين المنفذ التسلسلي في الحاسب
    المبرمج





  • يمكن
    للمستخدم المتقدم أن يقوم بتصميم متحكم خاص فيه ، وغالباً ما يعتمد
    المبرمجون على هذه الطريقة لأنها أقل تكلفة ، وتوفر للمبرمج خيارات أكبر ،
    وهنا مثال على تصميم مبرمج بسيط :



برمجة المتحكم :


تتم برمجة المتحكم بواسطة جهاز حاسب متصل به عبر المنفذ التسلسلي ، ثم تنزيل الكود البرمجي إليه كما في الصور التالية :





ويمكن
استخدام عدد كبير من لغات البرمجة في هذه العملية ، وأكثرها استخداماً هي
الأسمبلي Assembly ، بيسك Basic ، سي C ، وغالباً ما يتم استخدام برنامج
MPLAB

واجهة المستخدم في MPLAB
وتعتبر
لغة الأسمبلي من أبسط لغات البرمجة " قريبة من لغة الآلة " ، وصعوبتها
الكبيرة ، لذلك لا يبدأ بها المستخدم الجديد للمتحكمات .
منقول لتعم الفائدة
مصادر إضافية :






  • Microcontroller - Wikipedia, the free encyclopedia

  • Microcontroller.com - Embedded Systems Supersite

  • HowStuffWorks "How Microcontrollers Work

_________________
سبحان الله والحمد لله والله اكبر

سوف أعيشُ فأنفعُ الآخرين ، وأسدي الجميلَ إلى الغير، أعود مريضاً، أشيِّعُ جنازةً ، أدلُّ حيران، أُطعمُ جائعاً، أفرِّجُ عن مكروبٍ، أقفٌ مع مظلومٍ، أشفعُ لضعيفٍ، أواسي منكوباً، أكرمُ عالماً، أرحمُ صغيراً، أجِلُّ كبيراً

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
ahmedabdo5044



عدد المساهمات : 7
تاريخ التسجيل : 22/03/2012

مُساهمةموضوع: رد: المتحكمات الدقيقة ( MicroControllers )   الإثنين أبريل 16, 2012 10:58 am

بارك الله فبكم
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
mohab_deep



عدد المساهمات : 18
تاريخ التسجيل : 07/05/2012

مُساهمةموضوع: رد: المتحكمات الدقيقة ( MicroControllers )   الخميس مايو 17, 2012 5:58 pm

شئ رائع هل من مزيد
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 
المتحكمات الدقيقة ( MicroControllers )
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1
 مواضيع مماثلة
-
» الصفحه دي جامده طحن
» كتب pic microcontroller

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات ابناء تعوينين للهندسة والصيانة الشاملة :: المنتديات الهندسية المختصة :: منتدي العناصر الالكترونية والكهربائية-
انتقل الى: