طراحی مدارهای واسط
مارس 26, 2020

هدف
• آشنایی با عملکرد سیستمهای مبتنی بر پردازنده به ویژه کامپیوترها.
• آشنایی با نحوه طراحی سیستمهای Embedded به کمک میکروکنترلرها
پیش‌ نیاز
درس معماری کامپیوتر – اصول برنامه‌نویسی کامپیوتر
سرفصل مطالب درس
سرفصل درس
¨ یادآوری مفاهیم دستگاههای شمار و محاسبات غیردهدهی، مدارات منطقی دیجیتال
¨ اتوماسیون، سیستم‌های کنترلی، پردازنده‌ها و فرآیند اتوماسیون، مزایای اتوماسیون
¨ سیستم‌های کنترلی و اجزاء آنها، طراحی بخش پردازشگر با مدارات منطقی، طراحی بخش پردازشگر با پردازنده‌ها، اجزای سیستم‌های مبتنی بر پردازنده، پردازنده، زبانهای برنامه‌سازی، اجزاء داخلی پردازنده‌ها، حافظه‌ها و انواع آنها، وسایل ورودی/خروجی، گذرگاهها، معماری ون‌نیومن و هاروارد
¨ تحلیل کارایی سیستمهای مبتنی بر پردازنده، میکروکنترلرها، سیستمهای Embedded، معیارهای انتخاب یک میکروکنترلر، روند طراحی سیستم با میکروکنترلرها
¨ خانواده میکروکنترلرهای AVR، مدل برنامه‌نویسی اسمبلی AVR، ثباتهای AVR، مدل حافظه AVR، قواعد و نمونه‌های برنامه‌نویسی اسمبلی، آشنایی با نرم‌افزار شبیه‌ساز AVR Studio IDE، معماری RISC
¨ تراشه ATMEGA32 و پینهای آن، پورتهای میکروکنترلر، مدار پایه AVR، برنامه‌نویسی اسمبلی ورودی/خروجی در AVR، دستورات بیتی، مثالهای طراحی سیستم، برنامه‌ریزی سیستم، اشکال‌زدایی سیستم، آشنایی با نرم‌افزار شبیه‌ساز Proteus
¨ برنامه‌نویسی AVR به زبان C- قالب برنامه‌های C، انواع داده‌ها در C، ایجاد تأخیر در زبان C، برنامه‌نویسی ورودی/خروجی در C، برنامه‌نویسی منطقی و بیتی در C، تخصیص حافظه در C، استفاده از دستورات اسمبلی در C، آشنایی با AVR GCC و Code Vision‌
¨ مدارات AVR، نحوه برنامه‌ریزی میکروکنترلر، بیت‌های فیوز در AVR، رابط JTAG
¨ وقفه‌ها- سرویس‌دهی به شیوه وقفه و سرکشی، منابع وقفه AVR، برنامه‌ریزی وقفه‌ها، وقفه‌های سخت‌افزاری، وقفه تایمر، وقفه سریال، اولویت وقفه‌ها
¨ اصول پردازش سیگنالهای آنالوگ، عملگرها، حسگرها، حلقه‌های کنترلی، مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D)، مبدل دیجیتال به آنالوگ (D/A)، مقایسه‌کننده‌های آنالوگ
¨ اصول ارتباطات در سیستم‌ها- ارتباطات موازی و سریال، استاندارد RS232، پورت COM، اصول ارتباط سریال میکروکنترلر با کامپیوتر، ارسال و دریافت داده‌ها، برنامه‌ریزی ارتباط سریال در AVR
¨ تایمرهای AVR- ثباتهای تایمر، برنامه‌ریزی تایمر در مدهای گوناگون، ایجاد تأخیرهای دقیق، برنامه‌ریزی شمارنده‌ها
¨ مثالهای کاربردی- اتصال ورودی و خروجی استاندارد (KeyPad ، LCD کاراکتری و گرافیکی، صفحه‌کلید و ماوس کامپیوتر) به میکروکنترلر AVR، آشنایی با کتابخانه‌های استاندارد CodeVision، دسترسی به EEPROM در AVR، راه‌اندازی موتور پله‌ای (Stepper Motor) و موتور DC، تکنیک PWM، رله‌ها و جداسازهای نوری، پروتکل‌های TWI و SPI‌ و سیستم‌های نمونه، کارتهای حافظه MMC/SD، استفاده از تراشه ورودی/خروجی استاندارد ۸۲۵۵، مدهای کاری ۸۲۵۵، مثالهای کاربرد ۸۲۵۵
¨ آشنایی با میکروکنترلر ARM، برنامه‌نویسی ورودی/خروجی میکروکنترلر LPC2368، برنامه‌نویسی وقفه.

مراجع اصلی
۱) «طراحی سیستم با میکروکنترلر AVR»، دکتر محمدرضا یزدچی، دکتر جواد راستی، مهندس مجتبی نظام‌هاشمی و مهندس سعید نصراللهی بروجنی، انتشارات دانشگاه اصفهان، ۱۳۹۲٫
۲) “The AVR Microcontroller and Embedded Systems Using Assembly and C”, Muhammed Ali Mazidi and et al, Prentice Hall, 2010.
این کتاب توسط آناهیتا نعیمی به فارسی ترجمه و توسط انتشارات نص در سال ۱۳۸۸ منتشر شده است.
۳) «جزوه ریزپردازنده‌ها» نوشته جواد راستی (قابل تهیه از مرکز زیراکس دانشگاه و قابل دانلود از سایت www.jrasti.ir)
۴) «مرجع کامل میکروکنترلرهای AVR»، محمد مهدی پرتوی‌فر و …، انتشارات نص، چاپ سوم، ۱۳۸۷٫

مراجع فرعی
۱) «۱۱ پروژه با AVR» نوشته مهندس سید مهدی حسینی، انتشارات آفرنگ، بهار ۱۳۸۸٫ در این کتاب می‌توانید پروژه‌های عملی بسیار کاربردی و مناسبی را بیابید که از جمله آنها می‌توان به راه‌اندازی LCD گرافیکی، فاصله‌یاب ماوراءصوت، ارتباط بی‌سیم رادیویی، انتقال داده از طریق اترنت، دربازکن RFID، اتوماسیون خانگی، ثبت اطلاعات با USB، نمایشگر شماره تلفن و … اشاره کرد.
۲) «۱۰ پروژه با AVR» نوشته مهندس مهدی کاظم‌لو و مهندس سید مهدی حسینی، انتشارات آفرنگ، تابستان ۱۳۸۸٫ این کتاب در ادامه کتاب قبلی نوشته شده و پروژه‌های کاربردی دیگری مانند آشکارساز تن، کنترل از راه دور مادون قرمز، تابلو تبلیغاتی با LED، شماره‌گیری، ضبط دیجیتال صدا، تلفن مرکزی و … اشاره کرد.
۳) «مدارهای اصولی و پایه میکروکنترلر» نوشته رضا فانی و امین متین‌مقدم، انتشارات نص، تابستان ۱۳۸۸٫ در این کتاب پروژه‌های کاربردی بسیار متنوع و جالبی با استفاده از میکروکنترلرهای ۸۰۵۱ و AVR تشریح شده است.
۴) «میکروکنترلرهای AVR» نوشته مهندس علی کاهه، انتشارات نص، ۱۳۸۳٫ این کتاب یکی از اولین مراجع فارسی میکروکنترلر AVR است و از ویژگی‌های آن می‌توان به تشریح کامل برنامه‌نویسی AVR در محیط BASCOM اشاره کرد.
ارزیابی
· ۶ نمره میان ترم
· ۱۱ نمره پایان‌ترم
· ۳ نمره پروژه عملی و شبیه‌سازی و تکالیف کلاسی
طبق قوانین آموزشی غیبت بیش از حد مجاز سبب حذف درس می‌شود.
مطالب مفید راجع به میکروکنترلر ۸۰۵۱

 

مقدمه ۵۹ کیلوبایت download
مقدمه ای بر محاسبات دودویی ۲۷۹ کیلوبایت download
اتوماسیون، سیستم های کنترلی ۳۷۱ کیلوبایت download
میکرو کنترلرها و سیستم های جا سازی شده ۱۸۴ کیلوبایت download
میکروکنترلر ۸۰۵۱ ، سخت افزار و اصول برنامه نویسی ۱٫۶۶۱ کیلوبایت download
حلقه‌های تکرار ۱۸۴ کیلوبایت download
محیط مجتمع µVision ۲۶۳ کیلوبایت download
برنامه نویسی میکروکنترلر ۸۰۵۱ به زبان C51 ۱۷۸ کیلوبایت download
اسمبلر میکروکنترلر ۸۰۵۱ ۶۹ کیلوبایت download
کتاب میکروکنترلر ۸۰۵۱ مزیدی-ویرایش ۲۰۰۰ (انگلیسی) ۳۳۵۰ کیلوبایت download