مقاله بررسی ساخت یک قفل الکترونیکی با استفاده از میکرو کنترلر AVR (ATMEGA8)

مقاله بررسی ساخت یک قفل الکترونیکی با استفاده از میکرو کنترلر AVR (ATMEGA8) در 24 صفحه ورد قابل ویرایش

چکیده :

در این پروژه پیرامون طراحی نرم افزار ساخت یک قفل الکترونیکی با استفاده از میکرو کنترلر AVR(ATMEGA8)  مطالبی چند به میان آمده است این قفل توانایی این را دارد که توسط سه نفر و با سه رمز رقمی متفاوت مورد استفاده قرار گیرد .

میکرو AVR  رمز را از یک صفحه کلید ماتریسی دریافت می کند و پس از نمایش برروی صفحه نمایشگر LCD  پس از مقایسه با رمز موجود در حافظه در صورت صحیح بودن رله ای را برای یک ثانیه فعال می کند و قفل باز می گردد هر یک از این کاربرها به راحتی

می توانند رمز مورد نظر خود را تغییر دهند و رمز دیگری را جایگزین آن کنند .

یک رمز 5 رقمی نیز به عنوان رمز SUPERVISER  تعریف شده است که در صورتی که یکی از کاربرها رمز خود را فراموش کرد می تواند با وارد کردن آن سه رمز دیگر را صفر کند و کاربرها می توانند با مراجعه  دوباره رمز مورد نظر خود را وارد کنند و پیغام های میکرو نیز در هر مرحله با توجه به کلید فشار داده شده بر روی صفحه نمایشگر LCD  نمایش داده

می شود .

در این پروژه در معرفی به نحوه کار با میکرو کنترلر AVR پرداخته شده است و سپس طراحی مدار و نرم افزار قفل آمده است که در آن نحوه عملکرد مدار ، نقشه شماتیک  مدار معرفی زیر برنامه ها و در نهایت مجموعه متن نرم افزار بیان گردیده است .

 

مقدمه :

مختصری راجع به AVR

زبانهای سطح بالا یا همان HLL (HIGH Level Language) 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 C و BASIC  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 کاهشی کد به مقدار مینیمم را درک کرد که نتیجه این تحول میکروکنترلرهای AVR هستند که علاوه بر کاهش و بهینه سازی مقدار کدها به طور واقع عملیات را تنها در یک کلاک سیکل توسط معماری RISC انجام می دهند و از 32 رجیستر همه منظوره استفاده می کنند که باعث شده 4 تا 12 بار سریعتر از میکروهای مورد استفاده کنونی باشند .

تکنولوژی حافظه کم مصرف غیر مدار 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) هستتد میکرو کنترلرهای اولیه AVR  دارای 1 و 2 و3 کیلوبایت حافظه FLASH  و به صورت کلمه 16 بیتی سازماندهی شده بودند .

AVR ها به عنوان میکرو RISC  با دستورات فراوان طراحی شده اند که باعث می شود حجم کد تولید شده کم و سرعت بالاتری بدست آید .

 

خصوصیات (ATMEGA 8)

-       از معماری AVR RISC  استفاده می کند .

-       دارای 16 دستورالعمل با کارآیی بالا که اکثرا ً تنها در یک کلاک سیکل اجرا می شوند

-       8*32  رجیستر کاربردی

-       سرعتی تا 6m/ps ( در فرکانس 6mhz)

-       حافظه ، برنامه و داده غیر فرار

-       BK  بایت حافظه FLASH  داخلی قابل برنامه ریزی

-       پایداری  حافظه FLASH  : قابلیت 1000 بار نوشتن و پاک کردن

-       1024 بایت حافظه داخلی SDRAM

-       512 بایت حافظه EEPROM  داخلی قابل برنامه ریزی

-       پایداری حافظه EEPROM : قابلیت 10000 بار نوشتن و پاک کردن

-       قفل برنامه FLASH  و حفاظت EEPROM

 

خصوصیات جانبی

-       دو تایمر – کانتر 8 بیتی با PRESCALER  مجزا و دارای مد COMPARE

-       یک تایمر – کانتر 16 بیتی با PRESCALER  مجزا و دارای COMPARE و CAPTURE

-       3 کانال PWM

-       3 کانال مبدل ، آنالوگ به دیجتال در بسته بندی های TQFP و MLF

-       6 کانال با دقت 10 بیتی

-       2 کانال با دقت 8 بیتی

-       6 کانال مبدل آنالوگ به دیجیتال در بسته بندی های PDIP

-       4 کانال با دقت 10 بیتی

-       2 کانال با دقت 8 بیتی

-       دارای RTC  با اسیلاتور مجزا

-       یک مقایسه کننده آنالوگ داخلی

-       USART سریال قابل برنامه ریزی

-       WATCHDOG  قابل برنامه ریزی با اسیلاتور داخلی

-       ارتباط سریال SPT  برای برنامه ریزی داخل مدار

-       قابلیت ارتباط با پروتکل سریال دو سیمه

-       قابلیت ارتباط سریال SPI به صورت MASTER یا SLAVE

بخش سوم / تشریح زیربرنامه ها :

زیربرنامه BEUTIFULER :

این زیربرنامه فقط برای زیبایی طرز کار قفل در نظر گرفته شده است بدین صورت که پس از انتخاب گزینه OPEN برای باز کردن قفل مورد نظر قفل بلافاصله باز نمی شود بلکه پس از یک مکث چند ثانیه ای و نمایش دادن چند نقطه بر روی صفحه نمایشگر LCD  قفل باز می شود .

زیربرنامه LOGO  :

قبل از اجرای  زیربرنامه یک خط برنامه برای تبدیل اعداد صفحه کلید به اعداد دلخواه ما  نوشته شده است زیرا میکروی AVR اعداد صفحه کلید را به ترتیب از 15-0 در نظر می گیرد و برای تبدیل شدن به فرم دلخواه ما باید ابتدا این خط برنامه نوشته شود .

این زیربرنامه برای گرفتن PASSWORD   مورد استفاده  قرار می گیرد یعنی هر جا که از USER خواسته شد PASSWORD  خود را وارد کند به این زیر برنامه می آید  و در آن پس از تبدیل کلید های زده شده به فرم دسیمال ( دهدهی ) آن ، عدد وارد شده را نیز در یک متغیر ذخیره می کند .

زیربرنامه COMP :

این زیربرنامه برای مقایسه رمز وارد شده توسط USER بوسیله صفحه کلید و همچنین رمز ذخیره شده در هر یک از مکانهای حافظه ای که به هر USER اختصاص دارد به کار می رود چنانچه رمز مورد نظر اشتباه باشد به برنامه اصلی برگشته و در برنامه اصلی از USER می خواهد دوباره این رمز

را وارد نماید چنانچه USER رمز را تا سه مرتبه اشتباه وارد نماید این زیربرنامه پس از نمایش SORRY!!  بر روی صفحه نمایشگر LCD  به ابتدای برنامه باز می گردد و چنانچه رمز درست بود نیز به برنامه اصلی باز می گردد و به برچسب WELCOM می رود .