Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.

Sefer

4.096 Aufrufe

Veröffentlicht am

Veröffentlicht in: Bildung, Technologie, Unterhaltung & Humor
  • Dating for everyone is here: ♥♥♥ http://bit.ly/39sFWPG ♥♥♥
       Antworten 
    Sind Sie sicher, dass Sie …  Ja  Nein
    Ihre Nachricht erscheint hier
  • Dating direct: ❶❶❶ http://bit.ly/39sFWPG ❶❶❶
       Antworten 
    Sind Sie sicher, dass Sie …  Ja  Nein
    Ihre Nachricht erscheint hier

Sefer

  1. 1. ‫המכללה הטכנולוגית של חיל האוויר‬ ‫בית הספר לטכנאים והנדסאים‬ ‫פרוייקט גמר‬ ‫למילוי חלק מהדרישות לקבלת‬ ‫תואר:‬ ‫בנושא: מערכת התראה בפני מכשול‬ ‫ארתור לרמן‬ ‫מאת:‬ ‫העבודה בוצעה בהנחיית: אלכסיי רודינסקי‬ ‫٧٠٠٢-٨٠٠٢‬ ‫שנה"ל התשס"ח‬ ‫1‬
  2. 2. ‫ברצוני להודות למנחה הפרויקט אלכסיי‬ ‫רודינסקי על כי תמך בי לאורך כל הדרך, על‬ ‫כי תרם מניסיוני וידעו להדרכתי לאורך‬ ‫בניית הפרויקט . כמו כן ברצוני להודות לכל‬ ‫צוות המורים אשר נתנו ותרמו להצלחתי.‬ ‫תודה! ארתור לרמן‬ ‫2‬
  3. 3. ‫תוכן עניינים‬ ‫١. פרק א' – מבוא‬ ‫١.١‬ ‫מבוא .....................................................................................‬ ‫5‬ ‫٢.١ סכמה‬ ‫מלבנית ..........................................................................٧‬ ‫٣.١ הסבר סכמה‬ ‫מלבנית..................................................................٨‬ ‫٢. פרק ב' – שרטוט מעגל‬ ‫١.٢ שרטוט המעגל‬ ‫החשמלי ........................................................... ٠١‬ ‫٢.٢ רשימת‬ ‫רכיבים .......................................................................١١‬ ‫٣. פרק ג' – מיקרו בקר ١٥/١٣٠٨‬ ‫١.٣ מבוא למיקרו בקר מסוג‬ ‫١٣٠٨ ..................................................٣١‬ ‫٢.٣ תכונות עיקריות של מיקרו בקר מסוג‬ ‫١٣٠٨ ................................٤١‬ ‫٣.٣ מבנה פנימי של מיקרו בקר‬ ‫١٣٠٨ ..............................................٥١‬ ‫3‬
  4. 4. ‫٤.٣ מבנה זיכרון מיקרו בקר‬ ‫١٣٠٨ ..................................................٧١‬ ‫٥.٣ הדקי מיקרו בקר‬ ‫١٣٠٨ ...........................................................٠٢‬ ‫٦.٣ אוגר‬ ‫מצב ..............................................................................٢٢‬ ‫٧.٣‬ ‫מחסנית ................................................................................‬ ‫٣٢‬ ‫٨.٣ מערכת פסיקות במיקרו בקר מסוג‬ ‫١٣٠٨ ....................................٤٢‬ ‫٩.٣ מערכת המונים/קוצרי זמן במיקרו בקר‬ ‫١٣٠٨ ..............................٧٢‬ ‫٠١.٣ ערוץ תקשורת‬ ‫טורי ..............................................................١٣‬ ‫٤. פרק ד' – חיבורים חיצונים‬ ‫١.٤ נועל‬ ‫כתובות .........................................................................٥٣‬ ‫٢.٤ זיכרון‬ ‫‪٣٦................................................................... EPROM‬‬ ‫٣.٤ מעגל‬ ‫איפוס ..........................................................................٨٣‬ ‫٤.٤ מעגל‬ ‫השעון .........................................................................٠٤‬ ‫4‬
  5. 5. ‫٥.٤ אופן החיבור בין מיקרו בקר לרכיבים‬ ‫חיצונים .............................١٤‬ ‫٦.٤ תרשים חשמלי לחיבור‬ ‫מערכת .................................................٢٤‬ ‫٥. פרק ה' – חיישני אולטרה סונים‬ ‫١.٥‬ ‫מבוא...................................................................................‬ ‫٤٤‬ ‫٢.٥ מבנה‬ ‫פיזי............................................................................٤٤‬ ‫٣.٥ עקרון‬ ‫המדידה......................................................................٥٤‬ ‫٤.٥ חיבור הדקים ב-‬ ‫1‪٤٦......................................................MODE‬‬ ‫5.5חיבור הדקים ב 84 2‪.…………………………………MODE‬‬ ‫٦. פרק ו' – מייצבי מתח‬ ‫١.٦ מייצב מתח ‪٧٨٠٥ L‬‬ ‫‪٥٢.......................................................... M‬‬ ‫٧. פרק ז' – תצוגת גביש נוזלי‬ ‫١.٧ הסבר‬ ‫כללי..........................................................................٤٥‬ ‫٢.٧ מבנה הגביש‬ ‫הנוזלי...............................................................٤٥‬ ‫5‬
  6. 6. ‫٣.٧ היתרונות והחסרונות של גביש‬ ‫הנוזלי.......................................٦٥‬ ‫٤.٧ אוגרים בתצוגת גביש‬ ‫הנוזלי....................................................٨٥‬ ‫٥.٧ הוראות בתצוגת הגביש‬ ‫הנוזלי.................................................٩٥‬ ‫٦.٧ חיבור תצוגת הגביש‬ ‫הנוזלי.....................................................٢٦‬ ‫٨. פרק ח' – זמזם, דיודה פולטת אור דוחף זרם‬ ‫١.٨ דיודה פולטת‬ ‫אור..................................................................٥٦‬ ‫٢.٨‬ ‫זמזם..................................................................................٥٦‬ ‫٣.٨ רכיב דוחף‬ ‫זרם....................................................................٦٦‬ ‫٤.٨ אופן חיבור זמזם, דוחף זרם ודיודה פולטת אור‬ ‫למערכת..............٦٦‬ ‫٩. פרק ט' – תרשים זרימה‬ ‫١.٩........................................................................................‬ ‫٨٦‬ ‫٠١. פרק י' – תוכנה‬ ‫١.٠١......................................................................................‬ ‫٠٧‬ ‫١١.פרק יא' – ביבליוגרפיה‬ ‫6‬
  7. 7. ‫١.١١......................................................................................‬ ‫٢٧‬ ‫٢١.פרק יב' - נספחים‬ ‫١.٢١......................................................................................‬ ‫٣٧‬ ‫7‬
  8. 8. ‫١.١ מבוא‬ ‫הפרויקט המסכם הינו מערכת עזר לנהג.‬ ‫המערכת הזו מאפשרת לנהג לדעת בוודאות את קירבת הרכב‬ ‫לעצם נייח. במצב של נסיעה לאחור מערכת עוזרת למנוע בגיעה‬ ‫בגוף הרכב או בעצם הנייח.‬ ‫הפרויקט מבוסס על מיקרו בקר מסוג ١٣٠٨. המערכת כוללת רכיב‬ ‫שידורקליטה אולטרה-סוני מסוג 50‪ .sfr‬החיישן ישלך גלים גבוהים‬ ‫מאוד )בין ٠٤ ל-٥٤ )‪ KHz‬שאינם נשמעים לבני אדם )בגלל התדר‬ ‫הגבוה(.הגלים יפגעו בעצם הנייח ויחזרו למקלט, אחרי החישוב‬ ‫8‬
  9. 9. ‫תצוגת ‪ LCD‬תציג את המרחק הנותר מהעצם הנייח אופן דיגיטלי.‬ ‫תצוגת לדים תציג את המרחק הנותר מהעצם הנייח באופן אנלוגי.‬ ‫כמו כן יהיה זמזם אשר יתריע את הנהג במקרה והרכב קרוב מידי‬ ‫לעצם הנייח.‬ ‫9‬
  10. 10. ‫٣.١ הסבר סכמת מלבנים‬ ‫מיקרו בקר מסוג ١٣٠٨‬ ‫זהו רכיב מרכזי במערכת המוצגת בפרויקט, תפקידו לבקר את‬ ‫הפעולות של המערכת. המיקרו יקבל פקודות התחלתיות ע''י‬ ‫המשתמש, כלומר בהתחלה תפקידו של המשתמש לבחור את‬ ‫01‬
  11. 11. ‫התוכנית הרצוי, המיקרו יפענח את הפקודות ויצבע את כל‬ ‫הפעולות הנדרשות.‬ ‫המיקרו בפרויקט הנ''ל מבקר על סיבוב המנועים , על חיישנים‬ ‫אולטרה סונים, בנוסך על חיישנים אופטיים וכדומה.‬ ‫מעגל השעון‬ ‫מעכל השעון בנוי מגביש בעל תדירות ٢١ ‪ , MHz‬הקובעת את תדר‬ ‫העבודה של המיקרו בקר מסוג ١٥٠٨ , כמו כן תפקידו לספק תדר‬ ‫שעון לתזמון כל הפעולות המיקרו.‬ ‫מעגל האיפוס ‪RESET‬‬ ‫תפקיד של המעגל להביא את המערכת למצב התחלתי, פעולת‬ ‫אתחול חיונית לתקינות המערכת, היא מביאה את המיקרו‬ ‫ובעקבותיו את שאר רכיבי המערכת למצב התחלתי מוגדר‬ ‫בהפעלה הראשונית וכשמערכת לא פועלת כשורה.‬ ‫נועל התובות ‪LATCH‬‬ ‫נועל התובות מבצע הפרדה בין קווי הכתובות לקווי המידע‬ ‫המרובבים יחד בכתובות הנמוכות, צריך נועל כתובת כי פעם אנו‬ ‫משתמשים במידע ופעם אנו משתמשים בכתובות, נועל הכתובות‬ ‫בנוי ממערך של דלגלגים.‬ ‫זיכרון ‪EPROM‬‬ ‫בפרויקט הנ''ל במהלך פיתחו עבדתי אם זיכרון מסוג ٨٢ ‪ ٦٤ C‬שזהו‬ ‫‪ EEPROM‬זיכרון שנמחק חשמלי ואופן המחיקה מהירה, וזה מאוד‬ ‫קל כאשר מפתחים את התוכנה וצריכים לבצע כל הזמן שינוים‬ ‫11‬
  12. 12. ‫בתוכנית, בסופו של דבר השתמשתי בזיכרון מסוג ٧٢ ‪ ٦٤ C‬שזהו‬ ‫‪ EPROM‬שגודלו ‪ 8Kbyte‬זהו זיכרון לקריה בלבד ‪ROM (Read‬‬ ‫‪ (Only Memory‬הזיכרון מכיל את התוכנה של הפרויקט, הזיכרון‬ ‫מסוג זה אינו נדיף, כלומר ניתוק מתח אספקה אינו גורם לאיבוד‬ ‫אינפורמציה, כמו כן רכיב זה ניתן לצריבה מחדש, מחיקה ‪EPROM‬‬ ‫נעשית ע''י הקרנתו באור על סגול, דרך חלון קוורץ מיוחד הקובע‬ ‫ברכיב, באורך כל של ٧٣٥٢ אנגסטרם, המחיקה נמשכת בין ٠١‬ ‫דקות ל-٥٤ דקות.‬ ‫משדר ומקלט אולטרה סוני )50‪(SFR‬‬ ‫חיישן מרחק אולטרה סוני משדר וקולט גל בתחום אולטרה סוני‬ ‫) מעבר לתדר השמיעה( , בתדירות 04 ‪ .KHZ‬החיישן משדר פולס‬ ‫בפרק זמן של 8 מחזורים בתדר 04 ‪ KHZ‬וממתין לקבלת הד חוזר.‬ ‫תפקידו לגלות מרחק של גופים ממעגל המשדר- מקלט.‬ ‫תצוגת גביש נוזלי ‪(LCD(Liquid Crystal Display‬‬ ‫יחידת התצוגה מסוג גביש נוזלי, מכילה ٢ שורות כאשר בכל שורה‬ ‫ישנם ٦١ תווים. תצוגה מחוברת למיקרו ומאפשרת למשתמש‬ ‫לתקשר עם המערכת באמצעות הצגת הודעות מתאימות.‬ ‫זמזם )‪(BUZZER‬‬ ‫תפקיד הזמזם במעגל הינו להודיע לנהג כאשר הרכב מתקרב לגוף‬ ‫נייח למרחק קטן ממטר אחד.‬ ‫21‬
  13. 13. ‫מטריצת לדים )‪(LED'S‬‬ ‫המטריצה מורכבת מארבעה לדים אשר נדלקים ביחס ישר למרחק‬ ‫בין הרכב לגוף הנייח. ז"א ככל שהרכב יתקרב יותר לגוף הנייח‬ ‫ידלקו יותר לדים.‬ ‫מפענח כתובות )٨٣١ ‪(٧٤ LS‬‬ ‫מיפוי מרחב הזיכרון מתבצע בעזרת מפענח ٨:٣,כלומר הרכיב מחלק‬ ‫את המרחב הכללי ‪ 64K‬לשמונה חלקים שווים בעלי ‪ 8K‬כל אחד.٨‬ ‫מוצאים של המפענח מאפשרים בכל פעם לגשת לרכיב הממופה בתחום‬ ‫כתובות אחד.‬ ‫31‬
  14. 14. 14
  15. 15. ‫٢.٢ רשימת חלקים‬ ‫הערה‬ ‫רכיב‬ ‫סימון‬ ‫‪RESET‬‬ ‫מפסק )לחצן(‬ ‫١ ‪SW‬‬ ‫‪10KΩ‬‬ ‫נגד‬ ‫١‪R‬‬ ‫‪RESET‬‬ ‫דיודה‬ ‫١‪D‬‬ ‫٠١ ‪Fμ‬‬ ‫קבל אלקטרוליטי‬ ‫١‪C‬‬ ‫‪47ρF‬‬ ‫קבל קרמי‬ ‫٢ ‪C ٣,C‬‬ ‫‪12MHZ‬‬ ‫גביש קוורץ‬ ‫١‪Y‬‬ ‫‪REVERSE‬‬ ‫מפסק‬ ‫٣ ‪SW‬‬ ‫٠٨ ‪٣١ C‬‬ ‫מיקרו בקר‬ ‫١‪U‬‬ ‫373‪74LS‬‬ ‫נועל כתובות‬ ‫٢ ‪U9 ,U‬‬ ‫46‪27C‬‬ ‫זיכרון ‪EEPROM‬‬ ‫٣‪U‬‬ ‫831‪74LS‬‬ ‫מפענח כתובות‬ ‫٤‪U‬‬ ‫80‪74LS‬‬ ‫שער ‪٢ AND‬כניסות‬ ‫٨‪U‬‬ ‫41‪74LS‬‬ ‫שער ‪NOT‬‬ ‫٧‪U‬‬ ‫3082‪ULN‬‬ ‫דוחף זרם‬ ‫6‪U‬‬ ‫לדים‬ ‫6‪D2, D3, D4, D5, D‬‬ ‫‪300Ω‬‬ ‫נגד‬ ‫٣ ‪R ٦ ,R ٥ ,R ٤ ,R‬‬ ‫זמזם - ‪BUZZER‬‬ ‫1‪LS‬‬ ‫20‪74LS‬‬ ‫שער ‪٢ NOR‬כניסות‬ ‫٥‪U‬‬ ‫٤١ ‪CON‬‬ ‫מחבר‬ ‫4‪J1, J2, J3, J‬‬ ‫2‪16X‬‬ ‫‪LCD‬‬ ‫١١ ‪U‬‬ ‫50‪SRF‬‬ ‫חיישן אולטרה-סוני‬ ‫٢١ ‪U‬‬ ‫‪MAIN‬‬ ‫מפסק‬ ‫٢ ‪SW‬‬ ‫‪.12V‬‬ ‫מצבר‬ ‫١ ‪BT‬‬ ‫‪.2A‬‬ ‫נתיך‬ ‫١‪F‬‬ ‫‪1KΩ‬‬ ‫נגד הספק‬ ‫٧‪R‬‬ ‫٠٠١ ‪Fμ‬‬ ‫קבל אלקטרוליטי‬ ‫٤ ‪C5 ,C‬‬ ‫5087‪LM‬‬ ‫מייצב מתח‬ ‫01‪U‬‬ ‫074‪Fμ‬‬ ‫קבל אלקטרוליטי‬ ‫٦‪C‬‬ ‫١.٠ ‪Fμ‬‬ ‫קבל קרמי‬ ‫٧ ‪C ١٣-C‬‬ ‫‪300Ω‬‬ ‫נגד‬ ‫٢‪R‬‬ ‫51‬
  16. 16. 16
  17. 17. ‫١.٣ מבוא למיקרו בקר מסוג ١٥/١٣٠٨‬ ‫רכיב מיקרו בקר הוא רכיב בר תכנות שמכיל במארז אחת את כל היחידות‬ ‫שצריך מיקרו מחשב וגם תוספות מיוחדות שמאשרות לו להוות מערכות‬ ‫בקרה בכמעט כל תחום. מיקרו בקר מכיל יע''מ )יחידת עיבוד מרכזית(,‬ ‫זיכרונות, התקני קלט/פלט, ממשק טורי למשתמש, ובנוסף מכיל המיקרו‬ ‫בקר קוצרי זמן , כמו כן הרכיב מספק גם מערכת פסיקות ובקרת פסיקות‬ ‫שמאפשרת מיקוד מאוד רציני של הדרישות מהרכיב.‬ ‫71‬
  18. 18. ‫٢.٣ תכונות עיקריות של מיקרו בקר מסוג ١٥/١٣٠٨‬ ‫א( יע''מ )יחידת עיבוד מרכזית( ברוחב ٨ סיביות‬ ‫ב( מעבד בוליאני‬ ‫ג( זיכרון תוכנית בגודל ٤٦ קילו‬ ‫ד( זיכרון נתונים בגודל ٤٦ קילו‬ ‫ה( זיכרון תוכנית פנימי בתוך רכיב בגודל ٤ קילו‬ ‫‪RAM‬ו( ٨٢١ בתים‬ ‫ז( ٢٣ קווי קלט/פלט דו כיווני, עם כתובות אישיות לכל קו‬ ‫ח( ٢ קוצבי זמן)טיימרים( בני ٦١ סיביות בכל אחד‬ ‫‪ UART-FULL DUPLEX‬ט( פורט טורי‬ ‫י( ٥ מקורות פסיקה בשתי רמות עדיפויות‬ ‫י''א( מתנד פנימי‬ ‫81‬
  19. 19. ‫٣.٣ מבנה פנימי של מיקרו בקר ١٥/١٣٠٨‬ ‫* מפענח הוראות – כל קוד הוראה מפוענח במפענח ההוראות. יחידה זו‬ ‫מורה ליע''מ על אופן טיפול בכל הוראה ועל אופן ניתוב מידע בין המיקור‬ ‫ליעד.‬ ‫* מונה התוכנית – הוא אוגר בן ٦١ סיביות שמתפקידו להצביע על‬ ‫‪PC‬‬ ‫באמצעות תוכנה.‬ ‫ההוראה שיש לבצע. ניתן לטעון ערך לאוגר‬ ‫* זיכרון תוכנית פנימי - ב ١٥٧٨/١٥٠٨ קיימת זיכרון תוכנית פנימי‬ ‫בגודל ٤ קילו בית‬ ‫‪RAM‬‬ ‫פנימי המכיל :‬ ‫* זיכרון נתונים פנימי - זהו זיכרון‬ ‫ארבע קבועות של שמונה אוגרים‬ ‫-‬ ‫זיכרון נתונים‬ ‫-‬ ‫סיביות בודדות הניתנות למעון‬ ‫-‬ ‫קבוצת אוגרים ייעודיים‬ ‫-‬ ‫91‬
  20. 20. ‫- מאחסן את סיביות האפשור/חסימה‬ ‫* אוגר אפשור פסיקות ‪IE‬‬ ‫לכל אחד מחמשת מקורות הפסיקה האפשריים. הוא גם מכיל סיבית‬ ‫לאפשור או חסימה כוללת של כל מערך הפסיקה.‬ ‫- מכיל את הסיביות הקובעות את אופן‬ ‫‪TMOD‬‬ ‫* אוגר מצב טיימר‬ ‫פעולתו של כל מונה/קוצב זמן.‬ ‫- המונה/קוצבי הזמן מבוקרים בעזרת‬ ‫* אוגר בקרה טיימר‪TCON‬‬ ‫אוגר זה. סיביות ההפעלה/הפסקה וגם סיביות גלישה ובקשת פסיקה מצויות‬ ‫באוגר זה.‬ ‫* מונה/קוצבי זמן – שני קוצבי זמן בני ٦١ סיביות כל אחד. קוצבי הזמן,‬ ‫שמסוגלים לפעול גם כמונה, מאורגנים בשני בתים כל אחד.‬ ‫٠ ‪ TH‬ו- ١ ‪TH‬‬ ‫מתייחסים לבית המשמעותי יותר של קוצבי הזמן‬ ‫מתייחסים לבית‬ ‫טיימר ٠ וטיימר ١ , בהתאמה.١ ‪TL‬‬ ‫٠ ‪ TL‬ו-‬ ‫הפחות משמעותי של שני קוצבי הזמן.‬ ‫‪SCON‬‬ ‫- הסיביות שלו מבקרות את‬ ‫* אוגר בקרה החוצץ הטורי‬ ‫אוגר הנתונים הטורי. הבקרה מתבטאת באפשור קלט טורי וגם בחירת אופן‬ ‫עבודה מתאימה לאוגר הקלט הטורי.‬ ‫‪SBUF‬‬ ‫02‬
  21. 21. ‫- ٨ סיביות מאחסן את המידע הטורי‬ ‫* חוצץ נתונים טורי‬ ‫הנקלט בקו התקשורת הטורית או משודר דרכו.‬ ‫٤.٣ מבנה זיכרון במיקרו בקר ١٣٠٨‬ ‫זיכרון ה-١٣٠٨ מאורגן בשלושה מרחבים:‬ ‫* זיכרון תוכנית בגודל ٤٦ קילו בית )חיצוני ופנימי(‬ ‫)‪(Program Memory‬‬ ‫* זיכרון נתונים חיצוני בגודל מרבי ٤٦ קילו בית‬ ‫)‪(External Data Memory‬‬ ‫* זיכרון נתונים פנימי ٦٥٢ בתים‬ ‫)‪(Internal Data Memory‬‬ ‫- מונה תוכנית הוא ברוחב ٦١ סיביות, ולפיכך מאפשר גישה‬ ‫לזיכרון התוכנית המרבי ٤٦ קילו בית.‬ ‫12‬
  22. 22. ‫- אין ב ١٣٠٨ הוראות המאפשרות לתוכנית לגלוש מזיכרון התוכנית‬ ‫לזיכרון נתונים )חיצוני או פנימי(‬ ‫‪EA‬‬ ‫באופן קבוע ל'١' מאלץ את היע''מ לבצע הבאת‬ ‫- חיבור ההדק‬ ‫הוראות מזיכרון התוכנית הפנימי במרחב ٠ עד ٤ קילו‬ ‫- הרחבת תחום זיכרון התוכנית מעבר ל ٤ קילו נעשה באליו, כאשר‬ ‫מונה התוכנית עובר ‪ EA‬הערך ٥٩٠٤‬ ‫את‬ ‫מחובר ל'٠', ביצוע הבאת הוראה הוא חיצוני תמיד‬ ‫- כאשר‬ ‫- תאי זיכרון בכתובות מסוימות שמורים למטרות מיוחדות‬ ‫תאים ٠٠٠٠ עד ٢٠٠٠ שמורים לפעולות האתחול המבוצעות תמיד‬ ‫‪A‬‬ ‫לאחר פעולת איפוס‬ ‫תאי זיכרון במרחב ٣٠٠٠ עד ٢٠٠ שמורים להשמת שגרות הטיפול‬ ‫בפסיקה - מרחב זיכרון הנתונים הפנימי מחולק ל-٨٢١ בתים של‬ ‫‪FFH‬‬ ‫‪RAM‬‬ ‫מרחב זיכרון וכן ל-٨٢١ בתים של אוגרים ייעודיים.‬ ‫הפנימי הוא ٠ עד‬ ‫מחרב הכתובת של זיכרון‬ ‫‪١ FH‬‬ ‫- ٤ קבוצות של ٨ אוגרים "תופסים" את מרחב הזיכרון ٠‬ ‫7‪R0-R‬‬ ‫נמצאים‬ ‫. כל קבוצה נקראת בנק והאוגרים‬ ‫עד‬ ‫בבנק.‬ ‫- ٨٢١ סיביות בודדות במרחב הנתונים הפנימי ניתנות למיעון‬ ‫‪٢ FH-٢٠ H‬‬ ‫בצורה ישירה‬ ‫סיביות אלה שוכנות בכתובות‬ ‫‪RAM‬‬ ‫‪RAM‬‬ ‫חופשי – ٠٨בתים לרשות המתכנת‬ ‫- אזור‬ ‫- ניתן למקם את המחסנית בכל אזור שהוא בתוך מרחב ה‬ ‫הפנימי‬ ‫‪ S.F.R‬זיכרון‬ ‫22‬
  23. 23. (Special Function Register) ‫אזור זה מכיל את כל האוגרים של המיקרו. יש אפשרות להשתמש‬ ‫באוגרים על פי הגדרות יצרן‬ ‫רשימת האוגרים ומיקום‬ 80h P0 88h Tcon 8Dh TH1 A8h IE F0h B 81h SP 89h Tmod 90h P1 B0h P3 82h DPL 8Ah TL0 98h Sco B8h IP n 83h DPH 8Bh TL1 99h Sbuf D0h PSW 87h Pcon 8Ch TH0 A0h P2 E0h ACC ‫הכללי‬ RAM ‫מבנה זיכרון‬ 23
  24. 24. ‫חלוקת הבנקים בזיכרון:‬ ‫1‪RS‬‬ ‫0‪RS‬‬ ‫כתובות‬ ‫מספר הבנקים‬ ‫‪07h-00h‬‬ ‫0‪Bank‬‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫‪0Fh-08h‬‬ ‫1‪Bank‬‬ ‫0‬ ‫1‬ ‫‪17h-10h‬‬ ‫2‪Bank‬‬ ‫1‬ ‫0‬ ‫‪1Fh-18h‬‬ ‫3‪Bank‬‬ ‫1‬ ‫1‬ ‫‪S.F.R‬‬ ‫קיימת גם לישה לפי ביטים לרב האוגרים )לחלק‬ ‫באזור‬ ‫מהביטים ניתנו שמות וניתן להשתמש בהם ככתובת סיבית.‬ ‫‪S.F.R‬‬ ‫השמות וכתובות הביטים‬ ‫מפת‬ ‫42‬
  25. 25. ‫٥.٣ הדקי המיקרו בקר ١٣٠٨‬ ‫‪Vcc‬‬ ‫חיבור למתח האספקה‬ ‫‪Vss‬‬ ‫חיבור לאדמה‬ ‫0‪Port‬‬ ‫שני תפקידים:‬ ‫א. פורט דו כיווני)קלט/פלט(‬ ‫ב. מוציא את הבית הנמוך על קווי‬ ‫כתובת/נתונים‬ ‫1‪Port‬‬ ‫פורט קלט פלט דו כיווני‬ ‫52‬
  26. 26. ‫2‪Port‬‬ ‫שני תפקידים:‬ ‫א. פורט קלט/פלט דו כיווני‬ ‫ב. מוציא את הבית הגבוה של הכתובות‬ ‫3‪Port‬‬ ‫א. פורט קלט/פלט דו כיווני‬ ‫ב. חלק מפס בקרה:‬ ‫62‬
  27. 27. ‫‪Port‬‬ ‫‪Pin‬‬ ‫‪Alter‬‬ ‫‪nate‬‬ ‫‪Func‬‬ ‫‪tion‬‬ ‫תפקיד‬ ‫חלופי‬ ‫0.3‪P‬‬ ‫‪RxD‬‬ ‫פורט‬ ‫קליט‬ ‫ה‬ ‫טורי‬ ‫1.3‪P‬‬ ‫‪TxD‬‬ ‫פורט‬ ‫שידור‬ ‫טורי‬ ‫2.3‪P‬‬ ‫0‪INT‬‬ ‫פסיק‬ ‫ה‬ ‫חיצוני‬ ‫ת٠‬ ‫3.3‪P‬‬ ‫1‪INT‬‬ ‫פסיק‬ ‫ה‬ ‫72‬
  28. 28. ‫‪Reset‬‬ ‫מבוא אתחול מיקרו בקר הבאתו למצב התחלתי‬ ‫:‬ ‫פורטים = '١' , מחסנית = ٧٠ ושאר אוגרים = ٠‬ ‫‪ALE‬‬ ‫שני תפקידים:‬ ‫א. אות נעילת הבית הנמוך של הכתובות על פס‬ ‫הכתובות )במעבר מ-١ ל-٠(‬ ‫ב. אפשור צריבת זיכרון פנימי )פעיל ב-٠(‬ ‫‪PSEN‬‬ ‫אות קריאה מזיכרון רום החיצוני. מופעל‬ ‫פעמיים בכל מחזור פעולה בעת קריאה מזיכרון‬ ‫התוכנית החיצוני‬ ‫‪EA‬‬ ‫שני תפקידים:‬ ‫א. בחירת בין זיכרון תוכנית פנימי לחיצוני)‬ ‫١=פנימי, ٠=חיצוני(‬ ‫ב. חיבור מתח תכנות )ב ١٥٠٨(‬ ‫2‪XTAL1/XTAL‬‬ ‫חיבור גביש למתנד השעון הפנימי‬ ‫82‬
  29. 29. ‫٦.٣ אוגר המצב‬ ‫)‪(PSW – Program Status Word Register‬‬ ‫‪CY‬‬ ‫‪AC‬‬ ‫0‪F‬‬ ‫1‪RS‬‬ ‫0‪RS‬‬ ‫‪OV‬‬ ‫-‬ ‫‪P‬‬ ‫אוגר מצב – הוא אוגר בן ٨ סיביות המכיל דגלים לציון מצב לאחר‬ ‫ביצוע פעולות אריתמטיות/לוגיות.‬ ‫)‪Carry flag) CY‬‬ ‫דגל נשא – עולה ל-١ אם היה נשא או לווה מסיבית המשמעותית‬ ‫בפעולות אריתמטיות עם צובר. דגל הנשא מאפשר לגלות שגיאות‬ ‫)גלישה( בפעולות אריתמטיות ללא סימן. דגל זה משמש גם כצובר‬ ‫לסיבית בפעולות בוליאניות על סיביות בודדות.‬ ‫)‪Auxiliary Carry Flag) AC‬‬ ‫דגל נשא עזר – עולה ל-١ אם היה נשא או לווה בין שני הניבלים –‬ ‫חצאי הבית‬ ‫בפעולות חיבור/חיסור עם הצובר. המיקרו בקר נעזר בדגל‬ ‫‪BCD‬‬ ‫, לשם תיקון התוצאה.‬ ‫בפעולות עם מספרים בייצוג‬ ‫)‪Overflow Flag) OV‬‬ ‫דגל גלישה – עולה ל-١ במקרה של תוצאה שגויה בפעולות‬ ‫אריתמטיות עם סימן, כאשר סיבית המשמעותי של תוצאה גולשת‬ ‫לסיבית הסימן . למשל, כשאר בחיבור של שני מספרים שלילים‬ ‫מתקבל סכום חיובי, או כאשר בחיבור של שני מספרים חיובים‬ ‫מתקבל סכום שלילי.‬ ‫)‪Parity Flag) P‬‬ ‫92‬
  30. 30. ‫דגל זוגיות – מציין תמיד את מצב הזוגיות של צובר. אם מספר‬ ‫הסיביות שערכן ١ הוא אי זוגי ,אז דגל מקבל אחד לוגי.‬ ‫‪FO‬‬ ‫הוא דגל לשימושים כלליים בהתאם לצרכי המתכנת.‬ ‫٠ ‪RS1 , RS‬‬ ‫אינם דגלי מצב, אלא סיביות בחירת הבנק הפעיל.‬ ‫)‪Register‬‬ ‫כתובת‬ ‫בחירת הבנק‬ ‫1‪RS‬‬ ‫0‪RS‬‬ ‫‪Bank‬‬ ‫‪00h-07h‬‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫בחירת בנק ٠‬ ‫‪(Selection‬‬ ‫‪08h-0Fh‬‬ ‫0‬ ‫1‬ ‫בחירת בנק ١‬ ‫‪10h-17h‬‬ ‫1‬ ‫0‬ ‫בחירת בנק ٢‬ ‫‪18h-1Fh‬‬ ‫1‬ ‫1‬ ‫בחירת בנק ٣‬ ‫٧.٣ מחסנית‬ ‫‪STACK‬‬ ‫מחסנית – היא אזור מיוחד בזיכרון הפנימי המיועד לאחסן זמני של‬ ‫נתונים.‬ ‫)‪Last,IN – First OUT) LIFO‬‬ ‫* המחסנית פועלת בשיטת‬ ‫כלומר הנתון האחרון שנכנס למחסנית הוא הראשון שייצא.‬ ‫* עיקר השימוש במחסנית הוא במעבר לתוכנית משנה )שגרה(.‬ ‫03‬
  31. 31. ‫‪SP‬‬ ‫, אשר‬ ‫*קביעת אזור המחסנית נעשה בעזרת מצביע מחסנית‬ ‫תמיד מצביע על כתובת הבית האחרון שהוכנס למחסנית.‬ ‫* כאשר פונה היע''מ לתוכנית משנה או לשגרת טיפול בפסיקה,‬ ‫‪SP‬‬ ‫ב-١, ‪SP‬‬ ‫לפני מעבר לכתובת השגרה היא מקדמת את ‪ PCL‬אוגר‬ ‫תוכן‬ ‫‪PCH‬‬ ‫שמה בכתובת שמצביע מחסנית מצביע עליה את תוכן‬ ‫ב-١ ומאחסנת את תוכן אוגר‬ ‫, שוב מקדמת את‬ ‫אוגר‬ ‫. מצביע מחסנית נשאר להצביע על הנתון האחרון שאוחסן‬ ‫במחסנית.‬ ‫‪PUSH‬‬ ‫* במחסנית משמשים גם לאחסון נתונים בצורה ארעית, על ידי‬ ‫. פקודה זו דוחפת למחסנית את תוכן התא‪POP‬‬ ‫פקודה‬ ‫)האוגר( המצוין.‬ ‫.‬ ‫שליפת הנתון מהמחסנית נעשית באמצעות הפקודה‬ ‫*בזמן אתחול המיקרו בקר, מצביע מחסנית מקבל את ערך ٧٠‬ ‫٨.٣ מערכת פסיקות במיקרו בקר ١٣٠٨‬ ‫13‬
  32. 32. ‫‪Interrupt‬‬ ‫פסיקה – היא הפסקת זמנית בביצוע תוכנית המיקרו בקר, לשם‬ ‫טיפול בבקשת החומרה )יחידות קלט/פלט, טיימר, הערוץ הטורי(.‬ ‫למיקרו בקר ١٥٠٨ קיימות חמישה מקורות פסיקה:‬ ‫٠ ‪(P ٣.٢)'INT‬‬ ‫- פסיקת חומרה חיצונית מהדק‬ ‫١ ‪(P ٣.٣)'INT‬‬ ‫- פסיקת חומרה חיצונית מהדק‬ ‫- פסיקת טיימר ٠ )ברגע סיום ספירה(‬ ‫- פסיקת טיימר ١ )ברגע סיום ספירה(‬ ‫- פסיקת הערוץ תקשורת הטורית )בזמן שידור או קליטת נתונים (‬ ‫* לכל פסיקה ניתן לקבוע אחת משתי רמות העדיפות : עדיפות‬ ‫גבוהה או עדיפות נמוכה.‬ ‫* לפסיקות חיצוניות קיימות שני סוגי דרבון אפשריים : דרבון על‬ ‫ידי רמה נמוכה ודרבון על ידי קצה יורד של דופק. בדרבון רמה‬ ‫אות בקשת הפסיקה חייבת להיות יציב במשך ארבעה מחזורי‬ ‫מכונה לפחות‬ ‫שלבי היענות המיקרו בקר לפסיקה‬ ‫מרגע קבלת בקשת פסיקה ה ١٥٠٨ עובר על שלבים הבאים:‬ ‫א. מסיים ביצוע של פקודה שבו היה עסוק ושומר את כתובת‬ ‫הפקודה הבאה במחסנית.‬ ‫ב. שומר את המצב השותף של כל פסיקות )לא במחסנית(‬ ‫ג. קופץ לאזור זיכרון התוכנית הנקרא טבלת וקטור הפסיקות. לכל‬ ‫פסיקה יש כתובת קבועה בטבלה:‬ ‫23‬
  33. 33. ‫‪RETI‬‬ ‫ד. מבצע את שגרת הטיפול בפסיקה המתאימה עד שהוא מגיע‬ ‫1‪IE‬‬ ‫1‪IT‬‬ ‫0‪IE‬‬ ‫0‪IT‬‬ ‫לפקודה האחרונה.‬ ‫‪RETI‬‬ ‫: שולף מהמחסנית את כתובת‬ ‫ה. מצבע את פקודה‬ ‫הפקודה אחת אחרי שבה הוא היה לפני פסיקה וממשיך בביצוע.‬ ‫אוגרים המטפלים בפסיקות‬ ‫‪TCON‬‬ ‫דגלי הפסיקות החיצוניות וקביעת שיטת דרבון )חצי אוגר נמוך(‬ ‫‪Index in SFR 88h‬‬ ‫כתובת הקפיצה‬ ‫שם הפסיקה‬ ‫‪Timers‬‬ ‫‪Interrupt‬‬ ‫‪0003h‬‬ ‫0‪INT‬‬ ‫‪000Bh‬‬ ‫0‪TIMER‬‬ ‫‪0013h‬‬ ‫1‪INT‬‬ ‫‪001Bh‬‬ ‫1‪TIMER‬‬ ‫‪0023h‬‬ ‫‪SERIAL PORT‬‬ ‫33‬
  34. 34. ‫0.‪TCON‬‬ ‫0‪IT‬‬ ‫קביעת סוג הדרבון בפסיקה חיצונית ٠. '٠'- דרבון‬ ‫רמה ,'١'- דרבון קצה‬ ‫1.‪TCON‬‬ ‫0‪IE‬‬ ‫דלגלג לשמירת בקשת הפסיקה בדרבון קצה לפסיקה‬ ‫חיצונית ٠.‬ ‫2.‪TCON‬‬ ‫1‪IT‬‬ ‫קביעת סוג הדרבון בפסיקה חיצונית ١. '٠'- דרבון‬ ‫רמה ,'١'- דרבון קצה‬ ‫3.‪TCON‬‬ ‫1‪IE‬‬ ‫דלגלג לשמירת בקשת הפסיקה בדרבון קצה לפסיקה‬ ‫חיצונית ١.‬ ‫‪IP‬‬ ‫עדיפות הפסיקה:‬ ‫‪Index in SFR B8h‬‬ ‫‪PS‬‬ ‫1‪PT‬‬ ‫1‪PX‬‬ ‫0‪PT‬‬ ‫0‪PX‬‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫האוגר יכול לקבוע אחת משני עדיפויות לטיפול בפסיקות '٠' עבור‬ ‫עדיפות נמוכה ו-١ עבור עדיפות גבוהה.‬ ‫סדר הטיפול בפסיקות )אילו הגיעו כולם באותו זמן( הוא עדיפות‬ ‫גבוהה מימין לשמאל. לאחר מכן עדיפות נמוכה מימין לשמאל.‬ ‫‪IE‬‬ ‫43‬
  35. 35. ‫0‪INT‬‬ ‫0‪PX‬‬ ‫פסיקה חיצונית ٠‬ ‫אפשור‬ ‫0‪TIMER‬‬ ‫0‪PT‬‬ ‫פסיקות‬ ‫פסיקת טיימר ٠‬ ‫1‪INT‬‬ ‫1‪PX‬‬ ‫‪Index in‬‬ ‫פסיקת חיצונית ١‬ ‫‪SFR A8H‬‬ ‫1‪TIMER‬‬ ‫1‪PT‬‬ ‫פסיקת טיימר ١‬ ‫‪EA SERIAL PORT‬‬ ‫‪ES‬‬ ‫1‪ET‬‬ ‫0‪EX1PS ET‬‬ ‫0‪EX‬‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫פסיקת ערוץ‬ ‫טורי‬ ‫אפשור‬ ‫פסיקה '١' לוגי בביט המתאים. '٠' לוגי חסימה‬ ‫0‪INT‬‬ ‫0‪EX‬‬ ‫פסיקה חיצונית ٠‬ ‫0‪TIMER‬‬ ‫0‪ET‬‬ ‫פסיקת טיימר ٠‬ ‫1‪INT‬‬ ‫1‪EX‬‬ ‫פסיקת חיצונית ١‬ ‫1‪TIMER‬‬ ‫1‪ET‬‬ ‫פסיקת טיימר ١‬ ‫‪SERIAL PORT‬‬ ‫‪ES‬‬ ‫פסיקת ערוץ‬ ‫טורי‬ ‫‪EA‬‬ ‫איפשור/חסימה‬ ‫כללית לכל‬ ‫הפסיקות‬ ‫ברגע אתחול המקרו בקר לכל הפסיקות עדיפות נמוכה ואם הן‬ ‫מגיעות באותו זמן, הן מטופלות לפי עדיפותן מימין לשמאל.‬ ‫53‬
  36. 36. ‫٩.٣ מערכת המונים/קוצבי זמן במיקרו בקר ١٣٠٨‬ ‫‪Counter/Timer‬‬ ‫מונה סופר מאורעות, קוצב זמן סופר זמן‬ ‫יישומי קוצבי זמן :‬ ‫- ייצור השהיות‬ ‫- מדידת משך אירועים‬ ‫- ייצור דפקים‬ ‫- מחולל גל ריבועי‬ ‫יישומי המונים:‬ ‫- ספירת אירועים‬ ‫- מונה תדר‬ ‫ל-١٣٠٨ שני קוצבי זמן )טיימרים( בני ٦١ סיביות כל אחד והם‬ ‫‪FFFFH‬‬ ‫סופרים כלפי מעלה. ניתן לתכנן כל טיימר לעבודה כקוצב זמן או‬ ‫‪٠٠٠٠ H‬‬ ‫כמונה. כל מונה/ קוצב זמן סופר כלפי מעלה מערך התחלתי מסוים‬ ‫, וברגע שהמנייה גולשת מ‬ ‫הטיימר מפעיל דגל מסוים שמשמש כאות פסיקה‬ ‫ל‬ ‫עבור המיקרו בקר.‬ ‫63‬
  37. 37. ‫היתרון הגדול לשימוש בטיימרים – בזמן שהטיימרים הפנימיים‬ ‫סופרים אירועים‬ ‫או זמן, המיקרו מעבד פנוי לביצוע משימות נוספות וכך גדלה‬ ‫תפוקת המיקרו בקר במידה ניכרת.‬ ‫אוגרי הטיימרים‬ ‫0‪TH0|TL‬‬ ‫אוגרים המשמשים כמונה בטיימר ٠‬ ‫1‪TH1|TL‬‬ ‫1‪M‬‬ ‫0‪M‬‬ ‫0‪Mode‬‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫אוגרים המשמשים‬ ‫1‪Mode‬‬ ‫0‬ ‫1‬ ‫כמונה בטיימר ١‬ ‫2‪Mode‬‬ ‫1‬ ‫0‬ ‫3‪Mode‬‬ ‫1‬ ‫1‬ ‫אוגרים המטפלים בטיימרים‬ ‫‪TMOD‬‬ ‫אוגר בחירת אופן העבודה של טיימרים:‬ ‫‪Index in SFR 89h‬‬ ‫‪GATE‬‬ ‫‪C/T‬‬ ‫1‪M‬‬ ‫‪M0 GATE‬‬ ‫‪C/T‬‬ ‫1‪M‬‬ ‫0‪M‬‬ ‫1‪Timer‬‬ ‫0‪Timer‬‬ ‫בחירת מוד עבודה:‬ ‫‪C/T‬‬ ‫73‬
  38. 38. ‫מפסק בחירת מקור האות פנימי או חיצוני. '٠' פנימי , '١' חיצוני‬ ‫‪GATE‬‬ ‫בחירת סוג הפעלה חומרה או תוכנה‬ ‫‪TCON‬‬ ‫אוגר בקרת פעולות טיימרים:‬ ‫‪Index in SFR 88H‬‬ ‫1‪TF‬‬ ‫1‪TR‬‬ ‫0‪TF‬‬ ‫0‪TR‬‬ ‫‪Timers‬‬ ‫‪Interrupt‬‬ ‫0‪TR‬‬ ‫'١' מופעל , '٠'‬ ‫מפסק הפעלה ראשי לטיימר‬ ‫חסום‬ ‫٠‬ ‫0‪TF‬‬ ‫דלגלג בקשת הפסיקה של‬ ‫טיימר ٠‬ ‫1‪TR‬‬ ‫'١' מופעל , '٠'‬ ‫מפסק הפעלה ראשי לטיימר‬ ‫חסום‬ ‫١‬ ‫1‪TF‬‬ ‫דלגלג בקשת הפסיקה של‬ ‫טיימר ١‬ ‫אופני העבודה:‬ ‫0‪MODE‬‬ ‫83‬
  39. 39. ‫המוד לתאום מיקרו בקר ٨٤٠٨ – מונה/קוצב זמן בן ٣١ סיביות –‬ ‫מונה בן ٨ סיביות )סיביות גבוהה( עם קדם מונה בן ٥ סיביות‬ ‫)חמש סיביות נמוכות (‬ ‫1‪MODE‬‬ ‫דומה למוד ٠ פרט לכך שבו מנצלות כל סיביות הטיימר –‬ ‫מונה/קוצב זמן בן ٦١‬ ‫סיביות‬ ‫)‪(8Bits‬‬ ‫93‬
  40. 40. ‫2‪MODE‬‬ ‫מונה/קוצב זמן בן ٨ סיביות עם טעינה אוטומטית חוזרת.‬ ‫‪TL‬‬ ‫‪TL‬‬ ‫‪TH‬‬ ‫לאותו ערך התחלתי. לאחר הפעלת‬ ‫ו-‬ ‫יש לטעון את‬ ‫‪TH‬‬ ‫‪TL TH‬‬ ‫שומר את ערך‬ ‫משמש כמונה ٨ סיביות ו-‬ ‫המונה‬ ‫התחלתי. כשהמונה מתמלא מתבצעות שתי פעולות. האחת בקשת‬ ‫ל-‬ ‫פסיקה והשנייה העתקת‬ ‫כדי להחזיר את המונה לערך התחלתי ולא לאפס.‬ ‫3‪MODE‬‬ ‫מוד מיוחד בו טיימר ١ משמש את הערוץ הטורי.‬ ‫על מנת לקבל מירב האופציות לשימוש חולק טיימר ٠ לשני חלקים‬ ‫באופן הבא:‬ ‫0‪TR‬‬ ‫.‬ ‫משמש כקוצב/מונה ٨ ביט המופעל ע''י‬ ‫٠ ‪TL‬‬ ‫0‪TR‬‬ ‫0‪TH‬‬ ‫משמש כקוצב ٨ ביט בלבד המופעל ע''י‬ ‫04‬
  41. 41. ‫٠١.٣ ערוץ תקשורת טורי‬ ‫תקשורת – היא כל השיטות, המנגנונים והאמצעים המעורבים‬ ‫בהעברת נתונים.‬ ‫תקשורת טורית – היא העברת מידע בין מחשבים או בין מחשבים‬ ‫להתקנים היקפיים דרך קו תקשורת יחיד. סיבית אחר סיבית בכל‬ ‫פעם. תקשורת טורית עשויה להיות סינכרונית )מנוהלת על ידי‬ ‫מתזמן כלשהו(. היטב חשוב של תקשורת טורית – היוצר מדי פעם‬ ‫קשיים – הוא העובדה שהן השולח והן המקבל חייבים להשתמש‬ ‫באותו קצב שידור, באותו סוג זוגיות ובאותם תווי בקרה.‬ ‫קצב שידור בבאוד – הוא מדד למספר האירועים או לשינויי האותות‬ ‫המתרחשים בשנייה. קצב השידור בבאוד זו מונח סיביות בשנייה‬ ‫אינם זהים תמיד.‬ ‫‪Pcon‬‬ ‫٢٣٢ ‪Full Duplex RS‬‬ ‫. בארבעה‬ ‫הערוץ הטורי עובד בפורמט‬ ‫תצורות עבודה שונות. הערוץ מנוהל ע''י שני אוגרים וביט אחד‬ ‫נוסף שהוא הביט הגבוה באוגר‬ ‫‪SBUF‬‬ ‫14‬
  42. 42. ‫אוגר – למעשה אלו שני אוגרים העובדים במקביל הנקראים בשם‬ ‫אחד. האחד משמש לקליטה טורית של הנתונים מערוץ התקשורת‬ ‫ושהשני לשידור.‬ ‫‪SMOD‬‬ ‫ביט – המאפשר הכפלת תדר השידור דרך ערוץ )'٠' קצב רגיל , '١'‬ ‫כפול(‬ ‫‪SCON‬‬ ‫‪Index in SFR 98h‬‬ ‫‪RI‬‬ ‫דלגלג פסיקת סיום קליטת נתון מערוץ )עולה ל'١'‬ ‫-‬ ‫‪TI‬‬ ‫דלגלג פסיקת סיום שידור נתון לערוץ‬ ‫-‬ ‫8‪Mode0 RB‬‬ ‫ללא שימוש‬ ‫1‪Mode‬‬ ‫יהיה ביט עצירה‬ ‫2‪Mode‬‬ ‫יהיה ביט ٩ הנקלט )מידע או זוגיות(‬ ‫3‪Mode‬‬ ‫8‪TB‬‬ ‫אחסון ביט תשיעי לשידור‬ ‫2‪Mode‬‬ ‫יהיה ביט ٩ המשודר )מידע או זוגיות(‬ ‫3‪Mode‬‬ ‫יהיה ביט ٩ המשודר )מידע או זוגיות(‬ ‫‪REN‬‬ ‫אפשור או חסימת קליטה מהערוץ)' 1‪SM0 SM‬‬ ‫‪ '٠ SM2 REN‬חסימה, '١'‬ ‫8‪TB‬‬ ‫8‪RB‬‬ ‫‪TI‬‬ ‫‪RI‬‬ ‫אפשור(‬ ‫2‪Mode1 SM‬‬ ‫לא יופעל אם לא הגיע ביט עצירה תקין ‪RI‬‬ ‫2‪Mode‬‬ ‫לא יופעל אם ביט הזה ב'١' וכשיקלט בביט ٩ ערך‬ ‫‪٠ RI‬‬ ‫0‪Mode‬‬ ‫הביט חייב להיות ב'٠'‬ ‫0‪SM‬‬ ‫בחירת מוד עבודה‬ ‫1‪SM‬‬ ‫24‬
  43. 43. ‫בחירת מוד עבודה‬ ‫0‪SM‬‬ ‫1‪SM‬‬ ‫0‪Mode‬‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫1‪Mode‬‬ ‫0‬ ‫1‬ ‫2‪Mode‬‬ ‫1‬ ‫0‬ ‫3‪Mode‬‬ ‫1‬ ‫1‬ ‫מודי עבודה‬ ‫‪Stop bit‬‬ ‫שידור/קליטה ‪Start bit‬‬ ‫קצב שידור‬ ‫8 ‪bit data‬‬ ‫21/‪Osc‬‬ ‫0‪Mode‬‬ ‫ללא ביט‬ ‫ללא ביט‬ ‫‪constant‬‬ ‫עצירה‬ ‫התחלה‬ ‫01 ‪bit‬‬ ‫1‪Mode‬‬ ‫עם ביט‬ ‫עם ביט‬ ‫ניתן‬ ‫עצירה‬ ‫התחלה‬ ‫לתכנות‬ ‫‪11bit‬‬ ‫2‪Mode‬‬ ‫עם ביט‬ ‫עם ביט‬ ‫קבוע‬ ‫ביט מידע‬ ‫עצירה‬ ‫התחלה‬ ‫34‬
  44. 44. ‫נוסף‬ ‫‪11bit‬‬ ‫3‪Mode‬‬ ‫עם ביט‬ ‫עם ביט‬ ‫משתנה‬ ‫ביט מידע‬ ‫עצירה‬ ‫התחלה‬ ‫נוסף‬ ‫חישוב קצב שידור משתנה‬ ‫פסיקת טיימר ١ חייבת להיות חסומה‬ ‫נוסחה כללית היא‬ ‫‪smod‬‬ ‫2 = ‪(BAUD‬‬ ‫‪/ 32*(Timer1 overflow rate‬‬ ‫בדרך כלל משתמשים במוד ٢ של טיימר‬ ‫הנוסחה לחישוב קצב השידור במוד עבודה ١ ו-٣ של ערוץ הטורי‬ ‫הנוסחה נכונה אך ורק כאשר טיימר ١ עובד במוד עבודה ٢ בלבד‬ ‫‪smod‬‬ ‫2 = ‪((BAUD‬‬ ‫1‪/32*(osc /(12*(256-th‬‬ ‫טבלת עזר לקצבי שידור מקובלים‬ ‫‪Baud‬‬ ‫‪f-Osc‬‬ ‫‪Smod‬‬ ‫‪C/T‬‬ ‫‪mode‬‬ ‫‪Rload‬‬ ‫‪value‬‬ ‫]‪[MHz‬‬ ‫0‪Mode‬‬ ‫21‬ ‫‪x‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪1MHz‬‬ ‫2‪Mode‬‬ ‫21‬ ‫‪x‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪375k‬‬ ‫3,1‪Mode‬‬ ‫21‬ ‫1‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫‪FFh‬‬ ‫‪62.5k‬‬ ‫‪19.2k‬‬ ‫950.11‬ ‫1‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫‪FDh‬‬ ‫44‬
  45. 45. ‫‪9.6k‬‬ ‫950.11‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫‪FDh‬‬ ‫‪4.8k‬‬ ‫950.11‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫‪FAh‬‬ ‫‪2.4k‬‬ ‫950.11‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫‪F4H‬‬ ‫‪1.2k‬‬ ‫950.11‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫‪E8h‬‬ ‫5.731‬ ‫950.11‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫‪1Dh‬‬ ‫011‬ ‫6‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫‪72h‬‬ ‫011‬ ‫21‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫1‬ ‫‪FEEBh‬‬ ‫‪PCON‬‬ ‫‪Index in SFR 87h‬‬ ‫‪Smod‬‬ ‫1‪GF‬‬ ‫0‪GF‬‬ ‫‪PD‬‬ ‫‪IDL‬‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫-‬ ‫‪IDL‬‬ ‫מצב המתנה )צריכה מינימלית של הספק ע''י המיקרו(. '١' לוגי‬ ‫יעביר את המיקרו למצב המתנה ולא תתבצע כל פקודה. חזרה‬ ‫ממצב זה תעשה ע''י הפעלת אחת הפסיקת המאפסת ביט זה.‬ ‫٠ ‪GF1,GF‬‬ ‫דגלים לשימוש כללי‬ ‫‪PD‬‬ ‫ביט זה כעולה ל'١' לוגי עוצר את שעון ומיקרו נעצר הזיכרון הפנימי‬ ‫נשמרים וקווי הבקרה .‬ ‫54‬
  46. 46. ‫١.٤ נועל כתובות‬ ‫373‪Latch 74LS‬‬ ‫64‬
  47. 47. ‫הנועל הוא ממשפחת ‪ , TTL‬והוא בעל ٨ כניסות ))7‪ D0-D‬ויציאות‬ ‫)7‪ . (Q0-Q‬לחוצץ זה יש רגל נעילה ‪ ) ,G‬המחוברת לרגל ‪ ALE‬של‬ ‫המעבד( המאפשרת לנעול את הנתון האחרון ביציאות האוגר, ורגל‬ ‫אפשור יציאה ‪'OC‬‬ ‫המאפשרת לנתק את יציאות החוצץ, כלומר לעביר למצב ‪.Tri-State‬‬ ‫החוצץ מורכב מ-٨ דלגלגים מסוג ‪DFF‬שמעבירים נתונים‬ ‫מכניסתם ליציאתם כל עוד מסופק '1' לוגי ברגל הנעילה ‪ G‬של‬ ‫הרכיב. כאשר כניסה זו יורד ל-'0' לוגי , הנתון שדלגלגים הוציאו‬ ‫ברגע עליה נשאר נעול ביציאות. רגל זו מחוברת לשאר הדלגלגים‬ ‫דרך מהפך. בצורה זו, כל עוד רגל ‪ G‬מקבלת '١' לוגי, הרכיב מעביר‬ ‫נתונים מהכניסות ליציאות. ברגע הורדת הרגל ל-'٠', הנתון‬ ‫ביציאות הרכיב ננעל.‬ ‫ליציאות כל אחד מהדלגלגים ברכיב יש אפשרות של מצב שלישי ))‬ ‫‪ Tri-State‬שמופעל ע''י מתן '١' לוגי לכניסת ה ‪ OE‬של הדלגלג. כל‬ ‫כניסה ה ‪ OE‬מחוברות יחד דרך מהפך לרגל ‪ OC‬של רכיב. ולכן,‬ ‫העלאת רגל ה ‪ 'OE‬של רכיב ל-'١' לוגי תגרום למצב שלישי בכל‬ ‫יציאות הרכיב.‬ ‫74‬
  48. 48. ‫٢.٤ זיכרון ‪EPROM‬‬ ‫46‪Memory EPROM 27C‬‬ ‫ישנו זיכרון מסוג ‪ ROM‬הניתנים לתכנות חד פעמי בלבד.‬ ‫כלומר, כאשר עולה הצורך לשנות את תוכן הזיכרון, אינו ניתן‬ ‫להשתמש פעם נוספת ברכיב ה''ל אלו חייבם לתכנת רכיב חדש.‬ ‫אבל במהלך פיתוח פרויקט מבוסס על מיקרו בקר יש צורך לבצע‬ ‫שינוים רבים תכופים בתכנית השמורה ב ‪ .ROM‬במקרים אלה,‬ ‫שימוש ברכיבים ניתנים לתכנות חד פעמי אינו מתאימים.‬ ‫לפיכך פותח ה-‪ ,(EPROM (Eprom – Erasable Prom‬שהוא ‪PROM‬‬ ‫הניתן למחיקה ולתכנות מחדש.‬ ‫תהליך צריבה‬ ‫84‬
  49. 49. ‫תכנות הרכיב מתבצע באמצעות מתח. במהלך התכנות מספק‬ ‫הצורב רמות מתח מתאימות בהדק התכנות הנקרא ‪ ,Vpp‬ובכל בית‬ ‫הוא מציב את הנתונים שיש לתכנת על קווי הנתונים.‬ ‫תהליך מחיקה‬ ‫מחיקה ה ‪ EPROM‬נעשית ע''י הקרנתו באור על סגול, דרך חלון‬ ‫קוורץ מיוחד הקבוע ברכיב, בארוך גל של ٧٣٥٢ אנגסטרם.‬ ‫לאחר מחיקת תוכן הרכיב, מכילים כל תאי ה ‪ EPROM‬את הערך '‬ ‫١' בכך חוזר הרכיב למצב שבו היה לפני התכנות.‬ ‫לצורך מחיקת הרכיב, יש להוציא את הרכיב מן המעגל שבו הוא‬ ‫נמצא, ולהכניסו למכשיר מחיקה. מן המחיקה של ה-‪ EPROM‬תלוי‬ ‫בעוצמת האור המוקרן עליו ובמספר מחזורי הכתיבה מחיקה שהוא‬ ‫עובר.‬ ‫זמן זה נע בין ٠١ ל-٥٤ דקות. כפי שצוין לאחר מחיקה, כמו לפני‬ ‫התכנות כל מתאים ב ‪ EPROM‬מכילים את הערך '١', לכן כתיבה ל‬ ‫‪ EPROM‬נעשית ע''י שינוי הסיביות הרצויות ל'٠'.‬ ‫תאורה בלתי רצויה )למשל אור פלורוצנטי או אור שמש( עלול‬ ‫למחוק את תוכן ההתקן ללא כוונה. אך הדבר לא נעשה תוך דקות‬ ‫או שעות בודדות.‬ ‫רק חשיפה לאור ניאון במשך ٣ שנים, או חשיפה של שבוע לאור‬ ‫שמש ישיר, תגרום למחיקת תוכן ההתקן.‬ ‫לכן מכסים את חלון של ‪ EPROM‬נפוץ ה ٤٦٧٢ בן ٨ ‪ K‬בתים או )‪K‬‬ ‫٤٦ סיביות(‬ ‫ל ٤٦٧٢ יש ٣١ קווי כתובת המסומנים 21‪ A0-A‬לצורך פנייה ל 2^‬ ‫31=‪8K‬‬ ‫94‬
  50. 50. ‫הבתים שהוא מכיל. הקווים ٠٠-٧٠ משמשים כמוצאי הנתון. לצורך‬ ‫קראית הנתון, הקו ‪) 'OE‬אפשור מוצא( צריך להיות ברמת '٠' .‬ ‫קו זה מחובר לרגל ‪ PSEN‬של מיקרו בקר ומאפשר קריאת נתונים‬ ‫מן הרכיב, זמן גישה לזיכרון הוא בין ‪ 250nSec-450nSec‬כאשר‬ ‫מתבצעת פנייה לזיכרון התוכנית הדק ה ‪ PSEN‬יורד ל'٠' לוגי.‬ ‫המבוא ‪ 'CE‬הוא מבוא אפשור הרכיב, משמש להכנסת הרכיב‬ ‫ולהוצאתו ממצב השלישי. נוסף לקווי אספקה המתח ‪ Vcc‬ו- ‪GND‬‬ ‫יש לרכיב מתח ‪ Vpp‬משמש כמתח צריבת רכיב )ערכים נפוצים‬ ‫לרכיבי ‪ EPROM‬הם ٢١ ‪ V ١٢.٥ , V‬ו ١٢ ‪( V‬‬ ‫לצורך צריבת הרכיב יש להפעיל את המבוא ‪.'PGM‬‬ ‫הדק מספר ٦٢ אינו מחובר )‪ ( NC- Not Connected‬ברכיבי‬ ‫‪ EPROM‬בני ٦١ ‪ KB‬ומעלה מנצלים הדק זה לקו הכתובת 41‪.A‬‬ ‫לרכיב ה ‪ EPROM‬שני חסרונות בולטים:‬ ‫1.צריך להוציא אותו מן מעגל שבו הוא נמצא כדי למחוק.‬ ‫זהו החיסרון המרכזי. כל שינוי ותיקון בתוכן רכיב, הנמצא‬ ‫במערכת אצל לקוח, מחייבים עבודת איש טכני להחלפת‬ ‫הרכיבים: כמו כן היא מחייבת שימוש במכשיר תכנות.‬ ‫2.חשיפה לאור על- סגול מוחקת את כל תאי הרכיב, אי‬ ‫אפשר למחוק חלק מהתאים. זו אינה מגבלה חמורה, כי‬ ‫שינוי בתוכנה או בנתונים, אינו מתבטא בשינוי התוכן של‬ ‫בית אחד בלבד בדרך כלל השינוי גדול יותר ודורש ממלא‬ ‫החלפת התכן של תאים רבים .‬ ‫٣.٤ מעגל איפוס‬ ‫05‬
  51. 51. ‫‪RESET‬‬ ‫‪VC C‬‬ ‫‪R ESET‬‬ ‫1 ‪SW‬‬ ‫1 ‪C‬‬ ‫‪10uF‬‬ ‫‪R ESET‬‬ ‫1 ‪R‬‬ ‫‪10K‬‬ ‫1 ‪D‬‬ ‫8414 ‪1N‬‬ ‫תיאור כללי‬ ‫מעגל ה ‪ RESET‬הינו דרישה מחייבת בפעולת תקינה של מערכת‬ ‫מבוקרת מחשב. פעולת האתחול )‪ (RESET‬דרושה על מנת לבצע‬ ‫איפוס כללי של מערכת, וזה מתרחש עם אספקת מתח למערכת או‬ ‫כאשר יש צורך בפעולת איפוס גם בשלבי הרצת מערכת. מתן '١'‬ ‫לוגי בהדק ה-‪) RESET‬פין מספר ٩ במיקרו מסוג 13‪ ( 80C‬למשך‬ ‫שני מחזורי מכונה לפי דפי היצרן, מחזירה את המיקרו לכתובת‬ ‫התחלה שהוא ٠٠٠٠ ‪ , H‬שם כתובות כל פקודות אתחול מערכת.‬ ‫פעולת האיפוס )‪ (RESET‬גורמת לכל האוגרים להתאפס פרט‬ ‫לאוגרי בנקים, אוגר ‪ SP‬שמקבל את הערך ٧٠ ‪ , H‬וארבעת‬ ‫הפורטים שמקבלים את ערך ‪FFH‬‬ ‫הסבר פעולות המעגל‬ ‫מיד עם אספקת מתח למעגל הקבל אינו טעון. )הקבל אינו יכול‬ ‫להטען באפס זמן), כידוע הקבל מעביר קפיצת מתח )טרנזיינט(‬ ‫15‬
  52. 52. ‫כתוצאה מכך, בהדק ה-‪ RESET‬של מיקרו יופיע '١' לוגי )המתח על‬ ‫נגד( למשך זמן מספיק שיאפשר פעולת איפוס.‬ ‫אחרי ٥ ‪ τ‬כל מתח נופל על הקבל כך שהדק ה ‪ RESET‬יורד ל-'٠'‬ ‫לוגי והמיקרו משתחרר מפעולת איפוס.‬ ‫פעולת איפוס מתבצע בלחיצה על לחצן מסוג ‪NO (Normally‬‬ ‫‪ (Open‬שמקצר את הקבל וגורם למתח כולו ליפול על נגד, כלומר‬ ‫להופעת רמה '١' ברגל ה ‪ ,RESET‬וביצוע פעולת איפוס.‬ ‫שחרור הלחצן יאפשר טעינת הקבל והופעת '٠' לוגי בהדר ה-‬ ‫‪.RESET‬‬ ‫תפקיד של דיודה במעגל התון, למנוע פוטנציאל שלילי במבוא ה‬ ‫‪ RESET‬של המיקרו שעלול לגרום לנזק במעגל, כך שהדיודה‬ ‫מאפשרת מתח מכסימלי של ٧.٠ ‪. V‬‬ ‫תפקיד נוסף של דיודה הוא לאפשר פעולת איפוס גם בשעת נפילת‬ ‫מתח שהייתה גורמת למיקרו להיתקע, בכך שהיא מאפשרת מסלול‬ ‫פריקה מהיר.‬ ‫שיקול לבחירת נגד וקבל במעכל ה-‪RESET‬‬ ‫כל מחזור מכונה ‪ T‬של המיקרו הוא פונקציה הפוכה של תדר‬ ‫הגביש.‬ ‫כלומר ‪) T=1/f‬במקרה שלנו ‪ ,(T=1/12MHz‬כך שמתקבל‬ ‫‪T=0.0833μSec‬‬ ‫צריך לקחת בחשבון שרוחב הפולס המינימאלי שני מחזורי מכונה‬ ‫צריך להחזיק את הדק ה ‪ RESET‬ברמה '١' לוגי ולכן נזדקק ל‬ ‫25‬
  53. 53. ‫‪) T=0.0833μ*2*12=2μSec‬כל מחזור מכונה הם ٢١ מחזורי שעון‬ ‫של מיקרו(.‬ ‫עלינו לתכנן נגד, קבל במעגל בעל קבוע זמן )‪ (τ‬אותו נחשב על פי‬ ‫משוואת הדפקים :‬ ‫רמת המתח אליו הקבל שואף להגיע : ‪V∞=0v‬‬ ‫מתח התחלתי של קבל: ‪Vo=5V‬‬ ‫מתח מבוא המינימאלי הדרוש )לפי היצרן לביצוע איפוס( :‬ ‫‪V(t)=0.7 Vcc=3.5v‬‬ ‫משוואת דפקים :‬ ‫-‪t/τ‬‬ ‫‪V(t) = V∞-(V∞-Vo)*e‬‬ ‫קבוע זמן שמתקבל הוא :‬ ‫‪C= 10μF , R=10KΩ, τ = R*C=100mSec‬‬ ‫לאחר הצבת ערכים במשוואת הדפקים נקבל:‬ ‫‪t=36mSec‬‬ ‫٤.٤ המעגל השעון‬ ‫2 ‪C‬‬ ‫1‪X‬‬ ‫‪47pF‬‬ ‫1 ‪Y‬‬ ‫‪12M H z‬‬ ‫1 ‪C‬‬ ‫2‪X‬‬ ‫‪47pF‬‬ ‫35‬
  54. 54. ‫ה 1308 מהווה מערכת סינכרונית המשנה את מצבה בהתאם‬ ‫לדופקי השעון .‬ ‫ונעזר בגביש חיצוני לקביעת התדר התנודות. הגביש מתחבר עם‬ ‫שני הדקיו למתח חשמלי וכאשר מופעל המתח נוצר עיוות מכני‬ ‫מתוך גביש הנגרם מכוחות חשמליים על המטענים, כתוצאה מכך‬ ‫מתקבלת מערכת אלקטרו מכאנית מתנדנדת, אשר תדר תנודותיה‬ ‫תלויה במידות הגביש ומבנהו. הגביש הנבחר במקר ה זה מספק‬ ‫תנודות של ٢١ ‪. MHz‬‬ ‫לתזמון פעולות המיקרו, חייב לקבל אספקת שעון. על פי הוראות‬ ‫יצרן קיימות ٢ דרכים לספק למיקרו דופק השעון:‬ ‫1.באמצעות רב רטט חיצוני שמספק שעון ברמות המתחים‬ ‫הדרושות.‬ ‫2.באמצעות מעגל המורכב מגביש קוורץ שמספק תדר קבוע‬ ‫ומדויק ושני קבלים.‬ ‫הדרך השנייה היא הפשוטה ביותר מבין השניים, ובה נשתמש‬ ‫לשימוש מעגל שעון. הגביש המיושם בפרויקט זה מספק תדר ‪MHz‬‬ ‫٢١, בשני הדקיו מחוברים שני קבלים בעלי ערך של ‪ 47pF‬שיוצרים‬ ‫שדה חשמלי ליצירת התנודות הנדרשות.‬ ‫ערכי הקבלים נקבעים על פי המלצת היצרן.‬ ‫תדר הגביש קובע את מחזור המכונה של המיקרו:‬ ‫תדר מחזור מכונה הוא : ‪12MHz/12=1MHz‬‬ ‫זמן מחזור מכונה הוא: ‪1/1MHz=1μSec‬‬ ‫45‬
  55. 55. ‫٥.٤ אופן החיבור בין מיקרו בקר לחלקים חיצונים‬ ‫תרשים מלבני לחיבור‬ ‫‪Latch‬‬ ‫‪EPROM‬‬ ‫‪MICRO‬‬ ‫٠ ‪CONTROLLER ٧-AD‬‬ ‫٣٧٣٤٧‬ ‫7‪D0-D‬‬ ‫٤٦٧٢‬ ‫‪AD‬‬ ‫٠ ‪AD ٧-AD‬‬ ‫1308‬ ‫‪ALE‬‬ ‫‪G‬‬ ‫٢‪P‬‬ ‫21‪A8-A‬‬ ‫‪OE‬‬ ‫‪PSEN‬‬ ‫55‬
  56. 56. :‫٦.٤ תרשים חשמלי לחיבור מערכת‬ U3 VCC U1 U6 31 39 AD0 3 2 A0 10 C2 E A /V P P 0 .0 38 AD1 4 D 0 Q 0 5 A1 9 A0 11 19 P 0 .1 37 AD2 7 D 1 Q 1 6 A2 8 A1 O 0 12 X1 P 0 .2 36 AD3 8 D 2 Q 2 9 A3 7 A2 O 1 13 SW 1 C1 47pF Y1 P 0 .3 35 AD4 13 D 3 Q 3 12 A4 6 A3 O 2 15 18 P 0 .4 34 AD5 14 D 4 Q 4 15 A5 5 A4 O 3 16 R eset 10uF C3 X2 P 0 .5 33 AD6 17 D 5 Q 5 16 A6 4 A5 O 4 17 12MHz P 0 .6 D 6 Q 6 A6 O 5 32 AD7 18 19 A7 3 18 9 P 0 .7 D 7 Q 7 A8 25 A7 O 6 19 47pF RESET 21 AD8 1 A9 24 A8 O 7 P 2 .0 22 AD9 11 OC A10 21 A9 R1 D1 12 P 2 .1 23 AD10 G A11 23 A10 10K 13 IN T 0 P 2 .2 24 AD11 A12 2 A11 74LS373 14 IN T 1 P 2 .3 25 AD12 A12 15 T0 P 2 .4 26 AD13 22 T1 P 2 .5 27 AD14 20 OE 1 P 2 .6 28 AD15 27 CE 2 P 1 .0 P 2 .7 1 PGM 3 P 1 .1 17 VPP 4 P 1 .2 RD 16 5 P 1 .3 W R 29 27C 64 6 P 1 .4 PSEN 30 VCC 7 P 1 .5 A L E /P 11 8 P 1 .6 TXD 10 P 1 .7 R XD 80C 31 56
  57. 57. 57
  58. 58. ‫١.٥ מבוא‬ ‫חיישן מרחק אולטרה סוני משדר וקולט גל בתחום אולטרה סוני )מעבר‬ ‫לתדר השמיעה( , בתדירות 04 ‪ .KHZ‬החיישן משדר פולס בפרק זמן של‬ ‫8 מחזורים בתדר 04 ‪ KHZ‬וממתין לקליטת הד חוזר. תפקידו לגלות‬ ‫מרחק, טווח, של גופים ממעגל המשדר- מקלט.‬ ‫ה 50‪ SRF‬הוא התפתחות של ה 40‪ SRF‬ותוכנן להגדיל את הגמישות‬ ‫והטווח ולהקטין את ההוצאה הכספית. הוא תואם מלא ל 40‪ . SRF‬הטווח‬ ‫הוגדל מ ٣ מטר ל ٤ מטר . אופן )‪ (MODE‬חדש של עבודה‬ ‫) חיבור רגל ‪ MODE‬של הרכיב לאדמה(, מאפשר לעבוד עם הדק בודד‬ ‫המשמש גם למתקף ההפעלה וגם לקליטת ההד החוזר, דבר החוסך הדק‬ ‫אחד למיקרו בקר המפעיל את מד הטווח. אם משאירים את הדק ה‬ ‫‪ MODE‬ללא חיבור אז ה 50‪ SRF‬עובד עם ٤ הדקים כמו ה 40‪. SRF‬‬ ‫٢.٥ מבנה פיזי‬ ‫מאפיינים‬ ‫•מתח ספק - ٥ וולט‬ ‫•זרם – 03 ‪ ma‬אופייני, מקסימום ‪. 50ma‬‬ ‫•תדירות – ‪. 40KHz‬‬ ‫•טווח מקסימאלי – 4 מטר.‬ ‫•טווח מינימאלי – ٣ ס"מ .‬ ‫•רגישות – גילוי בקוטר ٣ ס"מ עד מרחק גדול מ ٢ מטר.‬ ‫•פולס התנעה – פולס של מינימום ٠١ מיקרו שניות ברמת מתח‬ ‫‪. TTL‬‬ ‫•פולס הד – אות ‪ TTL‬חיובי ברוחב התלוי בטווח.‬ ‫•מידות קטנות – ‪43mm*20mm*17mm‬‬ ‫85‬
  59. 59. ‫٣.٥ עקרון המדידה‬ ‫גל הקול מתפשט בחלל פוגע בעצם וחוזר למקלט, כלומר מבצע דרך השווה‬ ‫לפי 2 מהמרחק של העצם מהחיישן. מהירות התפשטות גל הקול שווה‬ ‫למהירות הקול לכן הזמן שלוקח לגל הקול מרגע השידור עד לחזרתו הוא‬ ‫יחסי ליניארי למרחק של העצם מהחיישן. בפרויקט אני מודד את הזמן‬ ‫ובאמצעותו מציג את המרחק.‬ ‫מהירות הקול תלויה בתווך בו עובר הקול ובלחץ. בגובה פני הים מהירות‬ ‫33.333מטר לשנייה.‬ ‫הקול היא ٠٠٢١ ק"מ/שעה שהם‬ ‫אם מרחק העצם מחיישן המרחק הוא 1 מטר גל הקול מבצע דרך של 2‬ ‫מטר לכן הזמן עבור מרחק של 1 מטר יהיה הדרך שגל הקול מבצע חלקי‬ ‫מהירות הקול, כלומר‬ ‫‪t=s/v‬‬ ‫=‪t‬‬ ‫٣٣.٣٣٣‬ ‫2/‬ ‫‪t = 6.06msec‬‬ ‫.‬ ‫עבור 1 מטר הזמן 6 ‪ . msec‬עבור מרחק של 1 ס"מ נקבל 06 מיקרו‬ ‫שנייה. כלומר אם ניקח מונה שתדר פולסי השעון שיגיעו לספירה הם‬ ‫‪ 1MHz‬אז עבור כל ס"מ של מרחק המונה יספור ٠٦ פולסי שעון. נוכל‬ ‫לומר שניתן לאבחן מרחק של 06/1 של ס"מ.‬ ‫בפרויקט השתמשתי בחיישן 50‪ . SRF‬לחיישן יש הדק דרבון )התנעה(.‬ ‫זמן דופק הדרבון לפי הוראת היצרן צריך להיות מינימום 01 מיקרו שנייה.‬ ‫מרגע סיום הדרבון החיישן ישדר 8 מחזורי אות אולטרה סוני. הדק נוסף‬ ‫הוא דופק ההד : רוחב הדופק יחסי ליניארי למרחק העצם מהחיישן והוא‬ ‫שווה ל 6‪ msec‬עבור 1 מטר.‬ ‫95‬
  60. 60. ‫٤.٥ חיבורי ההדקים ב 1 ‪: mode‬‬ ‫בשרטוט הבא מופיעים חיבורי הרגלים של המעגל.‬ ‫לרכיב יש שימוש ב ٤ הדקים:‬ ‫•מתח ספק של ٥ וולט‬ ‫•אדמה ) ה – של מתח הספק(‬ ‫•פולס יציאה של ההד החוזר. נקרא ‪Echo Pulse Output‬‬ ‫בשרטוט .‬ ‫•פולס כניסה להפעלת המשדר. נקרא ‪Trigger Pulse Input‬‬ ‫בשרטוט.‬ ‫06‬
  61. 61. ‫•את החיבורים מצד ימין בשרטוט לא מחברים כלל הם נועדו‬ ‫לתכנון התחלתי של החיישן על-ידי היצרן.‬ ‫תרשים זמנים של חיישן 50‪ SRF‬ב 1 ‪: MODE‬‬ ‫בשרטוט ניתן לראות את ٣ צורות הגלים הבאות:‬ ‫•בחלק העליון רואים את פולסי ההפעלה של המערכת. כל אחד‬ ‫מהפולסים צריך להיות לפחות ברוחב ٠١ מיקרו שניות.‬ ‫•מתחתיו רואים את הגל האולטרה סוני המשודר כתוצאה מפולס‬ ‫ההפעלה. אות השידור מורכב מ ٨ מחזורים של גל מרובע בתדר‬ ‫16‬
  62. 62. ‫של ٠٤ קילו הרץ. מיד אחרי שידור ٨ מחזורים אלו מחכים זמן‬ ‫קצר ביותר כדי שהמחזור האחרון יעזוב את המשדר ללא השפעות‬ ‫חוזרות והמערכת תתייצב ותירגע. כאשר המחזור השמיני מסתיים‬ ‫נוהגים להפעיל מערכת של טיימר שיספור זמן עד שמגיע הד‬ ‫חוזר. עכשיו המערכת עוברת למצב של קליטה. כל עוד לא נקלט‬ ‫הד אז מתח ההד החוזר הוא '١'. כשמגיע הד אז המתח עובר ל‬ ‫'٠' . אם לא מגיע הד אז המעגל מוריד את מתח ההד החוזר‬ ‫אחרי ‪ ٢٥ ms‬המתאים למרחק של .1 ٤ מטר . רוחב הפולס‬ ‫החוזר, תלוי אם כך, במרחק של ההד. ככל שהוא קרוב יותר אז‬ ‫רוחב הפולס קטן יותר. יש להמתין ‪ 10ms‬מסיום ההד הנקלט‬ ‫עד שנותנים פולס הפעלה חדש.‬ ‫•צורת הגל התחתונה היא ההד החוזר אותו שולחים למערכת‬ ‫מדידת הזמן.‬ ‫5.5חיבור הדקים ב 2 ‪: MODE‬‬ ‫תרשים הדקים של חיישן‬ ‫לרכיב ב- ‪ ٢ MODE‬יש ٤ הדקים אותם צריך לחבר:‬ ‫•מתח ספק של ٥ וולט‬ ‫•אדמה ) ה – של מתח הספק(‬ ‫26‬
  63. 63. ‫•פולס כניסה להפעלת המשדר. נקרא ‪Trigger Pulse Input‬‬ ‫המשמש גם כפולס יציאה של ההד החוזר, נקרא ‪Echo Pulse‬‬ ‫‪ Output‬בשרטוט. שניהם נמצאים ב אותה רגל. סוג זה של‬ ‫חיבור מצמצם את כמות הרגליים שיש לחבר.‬ ‫•את החיבורים מצד ימין בשרטוט לא מחברים כלל הם נועדו‬ ‫לתכנון התחלתי של החיישן על-ידי היצרן‬ ‫:‬ ‫תרשים זמנים של חיישן ‪SRF05 2 mode‬‬ ‫בשרטוט ניתן לראות שעקרון הפעולה הוא כמו ב ‪ ١ MODE‬אבל ההד‬ ‫החוזר מוחזר באותה רגל ששודר הטריגר.‬ ‫מדידת זמן ותרגומה למרחק‬ ‫) ראה שרטוט (.‬ ‫למדידת הזמן נשתמש בטיימר ١ ב 1‪mode‬‬ ‫36‬
  64. 64. ‫דופק ההד יחובר להדק 1‪ . INT‬בקביעת ה ‪ TMOD‬נבחר את ٤ הביטים‬ ‫של טיימר ١ :‬ ‫0=1‪ M0=1 M‬כלומר נאתחל את אוגר ‪TMOD‬‬ ‫1=‪C/ T =0 G‬‬ ‫ב 09‪. 0x‬‬ ‫הטיימר ישמש כמונה זמן לרוחב הדופק המסופק להדק 1‪ . INT‬נבחר תדר‬ ‫גביש למיקרו מעבד של 21‪ MHZ‬ואז תדר השעון למונה 1‪ TL‬יהיה‬ ‫1‪ MHZ‬ומכאן שבסיס הזמן של המונה יהיה 1 מיקרו שנייה והתוצאה‬ ‫עבור רוחב דופק מסוים יהיה הערך שהמונים 1‪ TL‬ו 1‪ TH‬יראו ביחידות‬ ‫של מיקרו שנייה . אם ניקח ערך זה ונחלק ב 06 נקבל מרחק בס"מ.‬ ‫06/)652*1‪S = (TL1+TH‬‬ ‫המרחק בס"מ‬ ‫46‬
  65. 65. 65
  66. 66. ‫1.6 מייצב מתח 5087‪LM‬‬ ‫‪V in‬‬ ‫‪Vcc‬‬ ‫21 ‪U‬‬ ‫5087 ‪LM‬‬ ‫1‬ ‫3‬ ‫‪IN‬‬ ‫‪O U T‬‬ ‫‪G N D‬‬ ‫‪C in‬‬ ‫‪C out‬‬ ‫‪1000uF‬‬ ‫‪470uF‬‬ ‫2‬ ‫סדרת המייצבים ٨٧ ‪ XX‬ו-٩٧ ‪ XX‬מפיקים מתחים קבועים )‪.(Fixed‬‬ ‫הקידומת ٨٧ מציינת מתח חיובי והקידומת ٩٧ מציינת מתח שלילי,‬ ‫‪ XX‬מתאר את מתח המוצא.‬ ‫למשל, ٥٠٨٧ הוא מייצב שמפיק מתח חיובי ٥ ‪.V‬‬ ‫המייצב התאום שלו שהוא ٥٠٩٧ שמפיק מתח של ٥ ‪.-V‬‬ ‫66‬

×