no-img
سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار

طراحی و ساخت شمارندة فرکانس تا یک گیگاهرتز-پايان نامه مقطع كارشناسي رشته الکترونیک

help

سوالی دارید؟09369254329

سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار
بهترین ها از دید دانش آموزان
آشنایی با سیستم خرید،فروش و بازاریابی نِگزاوار

گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .

ادامه مطلب

طراحی و ساخت شمارنده فرکانس تا یک گیگاهرتز-پایان نامه مقطع کارشناسی رشته الکترونیک-اندازه گیری فرکانس – ویژگی های دستگاه اندازه گیری – کالیبراسیون(برسنجیدن) – تقسیم بندی باندها وفرکانس ها
zip
بهمن ۱۴, ۱۳۹۵

طراحی و ساخت شمارنده فرکانس تا یک گیگاهرتز-پایان نامه مقطع کارشناسی رشته الکترونیک-اندازه گیری فرکانس – ویژگی های دستگاه اندازه گیری – کالیبراسیون(برسنجیدن) – تقسیم بندی باندها وفرکانس ها


طراحی و ساخت شمارنده فرکانس تا یک گیگاهرتز-پایان نامه مقطع کارشناسی رشته الکترونیک-اندازه گیری فرکانس - ویژگی های دستگاه اندازه گیری - کالیبراسیون(برسنجیدن) - تقسیم بندی باندها وفرکانس ها

پایان نامه رشته مهندسی برق در ۴۷ صفحه
[tabgroup][tab title=”قسمت هایی از متن (۱)”]

ویژگی های دستگاه اندازه گیری

اصولا عمل یا حاصل مقایسه یک کمیت مفروض با یک استاندارد از پیش تعیین شده را ، اندازه گیری می نامیم. برای این که نتیجه عمل

، دقیقا معلوم ومورد قبول عام واقع شده باشد. ثانیا روش استفاده شده برای این مقایسه باید قابل تکرار بوده و قادر به امتحان کردن دستگاه اندازه گیری باشیم به عبارت دیگر دستگاه به کار رفته و روش اندازه گیری باید موجه باشد.

هر دستگاه اندازه گیری دارای ویژگی ها و محدودیت های خاص خود است و برای انتخاب دستگاه اندازه گیری باید کلیه جوانب در نظر گرفته شود و با توجه به و یژگی های مورد نیاز و قیمت دستگاه  اندازه گیری بهترین انتخاب انجام شود.

۱-گستره ی اندازه گیری: محدوده ای از تغییرات کمیت تحت اندازه گیری که وسیله قادر به اندازه گیری آن می باشد.

۲-ریزنگری یا تفکیک پذیری: کوچکترین اندازه ی تغییرات کمیت تحت اندازه گیری که می تواند توسط            دستگاه،

 

با بیشترین بودن حساسیت،  اندازه گیری تغییرات کوچک کمیت تحت اندازه گیری راحت تر است اما          معمولا گستره ی اندازه گیری کم می شود.

۴-درستی: میزان نزدیکی مقدار قرائت شده با مقدار واقعی کمیت

معمولا با افزایش گستره ی اندازه گیری درستی کم میشود(یا قیمت ها افزایش قابل توجه می یابد)

۵-دقت: نشان دهنده ی میزان پراکندگی آماری مقادیر اندازه گیری شده در چندین بار اندازه گیری یک کمیت است. به عبارت دیگر میزان عاری بودن اندازه گیر از خطای تصادفی میزان دقت را نشان می دهد.

 

۲٫۴۷۳                                ۲٫۴۷۲

۲٫۵۶۳                                ۲٫۴۷۵

۲٫۴۲۵                                ۲٫۴۷۹

دقت کمتر                               دقت بیشتر

 

در شکل (۱-۱) نمایش مفهومی دقت و درستی مشاهده می شود.

 

 

 

دقت مناسب                                   دقت نامناسب                          دقت مناسب

درستی مناسب                                درستی نامناسب                        درستی نامناسب

 

 

شکل ۱-۱-نمایش دقت و درستی

 

 

 

 

۱-۲- کالیبراسیون(برسنجیدن)

مقایسه عملکرد دستگاه اندازه گیری با مرجع استاندارد (که در رده ی درستی بالاتری قرار دارد) جهت تعیین خطای آن را کالیبراسیون گویند. به عبارت دیگر کالیبراسیون،

ناسب آن است. مرجع استاندارد می تواند یک کمیت یا دستگاه اندازه گیری باشد.

 

۱-۳- تنظیم دستگاه اندازه گیری

معمولا در دستگاه های اندازه گیری امکان تنظیم ( به صورت محدود) گذاشته می شود تا در مواردی که اندازه گیر از حالت کالیبره خارج می شود، عملکرد آن را اصلاح کنند. تنظیم می تواند به صورت تنظیم شیب یا آفست باشد.

۱-۴- قسمت های مختلف دستگاه های اندازه گیری

کار اکثر سیستم های اندازه گیری را می توان در قالب سه مرحله ی اساسی قرار داد:

۱-

حله ی میانی یا تغییر دهنده

۳-مرحله ی نمایش، ثبت یا کنترل

عناصری از قبیل مقاومت، سلف، خازن، ترموکوپل، کریستال، فتوسل و…  به عنوان مبدل مورد استفاده قرار می گیرد

. در برخی وسایل ممکن است نیازی به مرحله ی میانی ودر برخی موارد این قسمت بسیار پیچیده باشد.

مرحله ی نهایی می تواند شامل قسمت هایی مثل عقربه واشل، لامپ اشعه کاتدی، ستون مایع، قلم متحرک وکاغذ مدرج،  ضبط مغناطیسی و …. باشد. علاوه بر نمایش دهنده  و ضبط کننده که در مرحله ی آخر وجود دارند، از خروجی این بخش می توان برای کنترل قسمت های دیگر استفاده کرد.

در شکل (۱-۲ ) قسمت های مختلف یک دستگاه اندازه گیری به صورت کلی نمایش داده شده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل ۱-۲-قسمت های مختلف دستگاه اندازه گیری

 

 

۱-۵- اندازه گیری فرکانس

یکی از مهم ترین کمیت ها در سیستم های الکتریکی و الکترونیکی فرکانس می باشد. در مدارات مخابراتی فرکانس سیگنال در قسمت های مختلف نقش مهمی را ایفا می کند ودر مراحل مختلف مدولاسیون، دمدولاسیون و پخش باید کنترل واندازه گیری شود. در

امکان دارد سیستم توانایی تولید گشتاور مورد نیاز را از دست بدهد وهمچنین کاهش فرکانس می تواند باعث به اشباع رفتن هسته و آسیب رسیدن به سیستم شود، بنابراین در سیستم های قدرت هم

یستم های ابزار دقیق برای انتقال سیگنال با تبدیل ولتاژ به فرکانس اثرات نویز را کاهش می دهند.

با توجه به موارد ومثال های فوق اهمیت اندازه گیری فرکانس در سیستم ها بیش از پیش معلوم می شود.با استفاده از اندازه گیری فرکانس می توان کمیت هایی مثل سرعت سیال را به طور غیر مستقیم اندازه گیری نمود.

 

 

۱-۶- تقسیم بندی باندها وفرکانس ها

فرکانس های رادیویی مطابق جدول زیر تقسیم بندی شده اند:

 

گستره ی فرکانسینمادها
۳-۳۰ KHzVLF(Very Low Frequency)
۳۰-۳۰۰ KHzLF(Low Frequency)
۳۰۰-۳۰۰۰ KHzMF(Main Frequency)
۳-۳۰ MHzHF(High Frequency)
۳۰-۳۰۰ MHzVHF(Very high Frequency)
۳۰۰-۳۰۰۰ MHzUHF(Ultra high Frequency)
۳-۳۰ GHzSHF(Super high Frequency)
۳۰-۳۰۰ GHzEHF(Extra high Frequency)

جدول ۱-۱-تقسیم بندی فرکانس ها

 

امواج رادیویی طیف وسیعی از فرکانس ها را در بر می گیرند که بر حسب کاربرد طبق استاندارد هایی  تقسیم بندی شده اند. با افزایش فرکانس سیگنال کاربرد های آن تخصصی تر و همچنین اندازه گیری فرکانس آن مشکل تر می شود.

 

۱-۷- فرکانس متر هاو مدارات ارائه شده برای آن

اصولا یکی از ابزار های مهم که در بخش های مهم سیستم های الکترونیکی و مخابراتی به کار گرفته می شود، فرکانس متر می باشد. این ابزار می تواند به صورت آنالوگ یا دیجیتال پیاده سازی گردد، نکته ی مهم درپیاده سازی این ابزار توجه به محل استفاده و نیز محدوده ی فرکانسی مورد نظر می باشد.

امروزه عمدتا به دلیل استفاده از مدارات دیجیتال ونیز

می شود. اما هنوز در فرکانس های بالا این ابزار ها ناکارآمد هستند و از ابزارهای تبدیل آنالوگ برای آشکارسازی فرکانسی استفاده می شود.

از تفاوت های فرکانس مترهای دیجیتال و آنالوگ می توان به نحوه ی عملکرد آنها اشاره نمود، در فرکانس متر های دیجیتال عمدتا به طور مستقیم و با توجه به لبه های پالس عمل سنجش فرکانسی انجام می گیرد حال آن که در فرکانس مترهای  آنالوگ

انجام می شود. گاهی ترکیبی از هر دو روش در سیستم های اندازه گیری استفاده می شود، بخشی از عملیات توسط سیستم آنالوگ ومابقی دیجیتال خواهد بود.

فرکانس متر های دیجیتال نمی توانند فرکانس های بالا را اندازه بگیرند در حالی که فرکانس متر های آنالوگ برای فرکانس های در حد چندین گیگا هرتز قابل استفاده می باشند.

 

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۲)”]

– فرکانس متر های آنالوگ

این ابزارها شامل یک بخش آشکار ساز می باشند که در این بخش سیگنال های با فرکانس بالا (از آنجا که بیشتر در فرکانس های مایکرویو کاربرد دارند) به یک دیود آشکارساز می تابد واین دیود توان یا ولتاژ متناسب با آن فرکانس را ارائه می دهد.

معمولا این دیود های آشکارساز از جنس کریستال سلیکن که شامل سیم تنگستن نیز می باشد تشکیل شده است،به همین دلیل به آن دیود کریستالی نیز

me diodes می باشد. این دیودها ساختار متفاوتی با دیودهای معمولی دارند، این دیودها دارای چهار لایه می باشند که به صورت  شکل (۱-۳) می باشند.

 

شکل ۱-۳-ساختار کلی دیود

 

برای آشنایی بیشتر با این دیودها توضیحات مختصری در ادامه آورده شده است:

دیودهای PIN:

این خانواده از دیودها به عنوان مقاومتی متغیر در فرکانس های مایکروویوی کاربرد دارند. این دیودها این قابلیت را دارند که بدون ایجاد اعوجاج در سیگنالهای مایکروویوی مقاومت

انجام می شود. از ویژگی مهم دیگر این سری از دیودها، قابلیت کنترل سیگنالهای مایکروویوی با دامنه زیاد می باشد. بخش میانی آن تأثیر زیادی در دوام آن و عدم ایجاد اختلال در امواج دریافتی خواهد داشت.

 

در شکل (۱-۴) شمای کلی این نوع دیود نشان داده شده است.

شکل ۱-۴-شمای کلی دیود PIN

شکل (۱-۵ ) مدار معادل دیود در حالت بایاس مستقیم را نشان می دهد. در این حالت مقاومت RS  با جریان dc عبوری از دیود رابطه ی عکس دارد.

شکل ۱-۵-بایاس مستقیم

 

شکل (۱-۶ ) مدار معادل دیود در حالت بایاس معکوس را نشان می دهد. در این حالت دیود مانند یک خازن با صفحات موازی و مستقل از ولتاژ بایاس معکوس عمل می کند. در کنار خازن یک مقاومت RP نیز وجود دارد که بیانگر تلفات در بایاس معکوس است.

شکل ۱-۶-بایاس معکوس

 

در مرحله بعدی توان دریافت شده به بخش آشکارساز انتقال می یابد. بخش آشکار ساز حساسیت بالایی دارد و در برخی از موارد و در

تفاده می گردد تا توان خروجی را به میزان مطلوب برای آشکار ساز کاهش دهند. شکل ( ۱-۷) این قطعه(magic-T ) را نشان می دهد.

شکل۱-۷-MAGIC-T

 

 

البته به جز magic-T ممکن است بسته به نوع خروجی سیگنال از تضعیف کننده های دیگری نیز در صورت نیاز استفاده شود . محل قرار گرفتن این تضعیف کننده ها بسته به موارد

طور کامل دیجیتال یا آنالوگ باشند. که بسته به محل استفاده و نوع مدار می توان  هر یک از بخش ها را مورد استفاده قرار داد.

 

۱-۷-۲- فرکانس متر های دیجیتال

این گروه از فرکانس متر ها به شکل های مختلف قابل پیاده سازی می باشند. معمولا در انواع پیشرفته ی آن از پردازنده های قوی و پرسرعت استفاده میشود۰ انعطاف پذیری این دسته، بسته به فرکانس کاری

موارد مورد استفاده قرار می گیرد که به دلیل حجم زیاد کمتر مورد توجه قرار می گیرد، مگر اینکه این توابع توسط پردازنده هایی با بلوک های گیتی (همچون FPGA و CPLDها) پیاده سازی گردند. مزیت این پردازنده ها سرعت بالای آنها است که این خاصیت به اندازه گیری فرکانس های بالا کمک می کند.

به طور خلاصه عملکرد این سری از مدارها به دو صورت می باشد که باتوجه به مورد استفاده ی آن ممکن است هر یک از آنها انتخاب گردد.

اولین روش آن استفاده از تایمر ومحاسبه ی زمان، از زمان اولین پرش تا پرش بعدی می باشد. به عبارتی دقیقا یک پریود اندازه

انتظار زیادی مورد نیاز نمی باشد ومعمولا در سیستم هایی مورد استفاده قرار می گیرد که نیاز به سرعت پردازش بالا می باشد. مسلما چنین سیستمی دارای دقت پایین تری خواهد بود، البته برای فرکانس های پایین بسیار مناسب عمل می کند اما در فرکانس های بالا ممکن است با مشکل مواجه شود.

دومین روش استفاده از شمارنده می باشد. این بار برخلاف حالت قبل زمان ثابتی را در نظر گرفته و در طی این مدت زمان ثابت تعداد پالس های رسیده شمرده می شود. سپس با استفاده از پردازنده ها و اطلاعات موجود، فرکانس

از حالت قبلی می باشد. معمولا از این روش در تعیین فرکانس سیگنال هایی با فرکانس بالا،  بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

در این پروژه از روش دوم برای طراحی فرکانس متر استفاده شده است و برای قسمت پردازنده ی آن از میکروکنترلر AVR استفاده شده است.

قسمت های مختلف فرکانس متر در طی دو مرحله در فصل های بعدی بررسی می شوند.

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.

 

 

فصل دوم

پیش تقسیم کننده و شکل دهنده ی سیگنال


۲-۱- بخش تقسیم کننده ی فرکانس

اصولا مدارات الکترونیکی امکان کار در هر فرکانسی را ندارند و در یک محدوده ی فرکانسی معین کار می کنند. بنابراین برای اندازه گیری فرکانس های بالا ابتدا بایستی با استفاده از پیش تقسیم

رادیویی و مایکروویوی به پیش تقسیم کننده نیاز دارند.

اساس کار مدار تقسیم کننده ی فرکانسی با استفاده از شمارنده ها می باشد. شمارنده ها به این صورت عمل می کنند که با اعمال پالس ورودی پایه های آن تغییر وضعیت می دهند و یک رشته اعداد

یک دنباله ی اعداد مخصوص به خود است که با توجه به این دنباله ها می توانیم از شمارنده ها استفاده کنیم. مثلا وضعیت پایه های خروجی یک شمارنده ی دودویی به صورت زیر است:

 

A0             A1             A2                 A3                                     ۰        ۰        ۰                                                 ۰                                             ۱        ۰        ۰        ۰                                                                              ۰          ۱            ۰       ۰                                    ۱        ۱                                                 ۰          ۰                                           ۰        ۰        ۱        ۰                                                                                 ۱            ۰       ۱        ۰                                    ۰                                                 ۱          ۱          ۰                                        ۱        ۱        ۱        ۰                                                                                       ۰       ۰        ۰        ۱                                                                            .           .           .             .                                    .         .         .                                                 .                                              .         .         .         .

 

 

رشته شمارش دودویی

 

 

با در نظر گرفتن شکل کلی برای شمارنده ها، همان گونه که در شکل (۲-۱) و (۲-۲) نشان داده شده است با استفاده از خروجی های A0، A1، A2، A3، ۰۰۰ می توان انواع تقسیم های فرکانسی را به دست آورد:

 

 

شکل ۲-۱-شمارنده ونسبت تقسیم های به دست آمده

 

 

شکل ۲-۲-شکل موج پایه های شمارنده

 

یک شمارنده ساده چهاربیتی ساده بااستفاده از فیلیپ فلاپ نوع D می تواند به صورت شکل ( ۲-۳) باشد.

 

 

 

 

 

شکل ۲-۳-شمارنده ۴ بیتی

 

 

در تراشه های مقسم فرکانس که کاربرد های زیادی در مدارات مختلف دارند (مثلا در حلقه های قفل شونده در فاز ) علاوه بر قسمت شمارنده که قسمت  میانی است،  طبقه ی ورودی و خروجی  هم اضافه

ای ورودی و خروجی وتغذیه پایه هایی هم برای انتخاب نسبت تقسیم در نظر گرفته میشوند.

شماتیک کلی تراشه های تقسیم کننده ی فرکانس را می توان به صورت  شکل (۲-۴ ) در نظر گرفت:

 

 

 

 

شکل۲-۴-بلوک دیاگرام کلی تقسیم کننده ها

 

 

 

۲-۱-۱- معرفی تقسیم کننده SP8704

تراشه تقسیم کننده ای که در این پروژه استفاده شده است، تراشه ای به نام SP8704 می باشد که دارای مشخصات زیر می باشد:

  • عملکرد فرکانسی تا فرکانس ۹۵۰ مگاهرتز
  • کار با ولتاژ تغذیه ی ۳ تا ۵ ولت
  • جریان ورودی کم
  • حفاظت ESD (تخلیه ی الکترواستاتیکی) روی تمام پایه ها
  • دارای
  • ای ۴۰- تا ۸۵ درجه ی سانتیگراد

محدودیت ها :

  • ماکزیمم ولتاژ تغذیه ی ۷ ولت
  • حداکثر ولتاژ ورودی۵/۲ ولت پیک تا پیک
  • حداکثر محدوده ی دمایی ۵۵- تا ۱۲۵ درجه ی سانتیگراد
  • حداکثر دمای پیوند ۱۷۵ درجه ی سانتیگراد

تعیین نسبت تقسیم به صورت زیر می باشد:

 

    نسبت تقسیم          پایه۶         پایه ۳
         ۱۲۹        LL
         ۱۲۸HL
         ۶۵LH
         ۶۴HH

 

جدول ۲-۱-نسبت تقسیم تراشه

در این تراشه با تغییر ولتاژ منطقی روی پایه های ۳ و ۶ مطابق جدول فوق می توان نسبت تقسیم را تغییر داد. سیگنال خروجی این تراشه پالسی شکل و ضعیف می باشد.

 

۲-۲- قسمت تقویت و شکل دهی سیگنال

باتوجه به این که سیگنال خروجی تراشه ی تقسیم کننده ی فرکانس ضعیف می باشد و به طور مستقیم قابل اعمال به میکروکنترلر برای شمارش

و شکل دهی شود.در این پروزه از یک تقویت کننده ی فیدبک دار به همراه یک تراشه ی اشمیت تریگر برای این کار استفاده شده است.

 

شکل ۲-۵-بخش تقویت و شکل دهی سیگنال

 

مدار قسمت A یک تقویت کننده با بهره ی بالا است.

نوع فیدبک: موازی – موازی

 

 

 

 

در این تقویت کننده با تغییر مقاومت R1   می توان نقطه ی کار مدار را تغییر داد و به این وسیله THD موج خروجی را تغییر داد.

شکل ۲-۶-تعیین نقطه کار ترانزیستور

 

در مرحله ی بعدی بایستی موج خروجی از تقویت کننده به یک پالس TTL با شکل مناسب تبدیل شود. برای این کار از

دیگر پرش می کند و اگر سیگنال ورودی از یک مقدار مشخص  کمتر شود سیگنال خروجی به سطح دیگر ولتاژ پرش می کند و به این وسیله از اثرگذاری  نویز  بر روی سیگنال جلوگیری به عمل می آید.

در مداراتی که به اشمیت تریگر نیاز می باشد می توان از مدارات اشمیت تریگر آماده موجود در بازار که به صورت تراشه می باشند استفاده کرد. در این پروژه از تراشه ۷۴۱۴ که به صورت NAND اشمیت تریگر می باشد، استفاده شده است. منحنی هیسترزیس این تراشه به صورت شکل (۲-۷ ) است.

شکل ۲-۷- منحنی هیسترزیس تراشه اشمیت تریگر

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.

 

[/tab][tab title=”قسمت هایی از متن (۳)”]

فصل سوم

 کنترل و شمارش تعداد پالس ها

 

 

 

۳-۱- کلاک سیستم

پس از عبور سیگنال اصلی از پیش تقسیم کننده، فرکانس آن کم شده و شمارش فرکانس آن ساده تر می باشد. وظیفه ی شمارش پالس های تولید شده در مراحل قبل به عهده ی

نمایشگر  LCD  نمایش داده می شود.

با توجه به این که شمارنده های  میکروکنترلر AVR به وسیله سیگنال ورودی عمل می کنند که فرکانس آن باید از نصف فرکانس کلاک میکرو کمتر باشد، بنابراین هر چه فرکانس کلاک بیشت

ر باشد قادر به اندازه گیری فرکانس های  بالاتری هستبم. در ادامه توزیع کلاک سیستم و منابع آن بررسی    می شود.

 

۳-۱-۱- توزیع کلاک سیستم

کلاک سیستم میکرو مطابق شکل (۳-۱) توزیع شده است:

 

 

 

شکل۳-۱-توزیع کلاک میکرو

 

کلاک واحد پردازش مرکزی

این کلاک برای انجام عملیات میکرو به طور مثال رجیستر ها ا ستفاده می شود. توقف و به مکث بردن این کلاک باعث می شودکه عملیات و محاسبات میکرو انجام نگیرد.

کلاک واحد

ها وکانترها و پورت های سریال  استفاده می گردد.

 

 

 

 

کلاک حافظه

این کلاک عملیات ارتباطی با حافظه FLASH را کنترل می کند.کلاکFLASH معمولا با کلاک   CPU فعال می شود.

کلاک غیر همزمان تایمر

با این کلاک تایمر/کانتر به صورت غیر همزمان توسط کریستال ساعت ۳۲۷۶۸ هرتز کار می کند حتی اگر در حالت استراحت باشد.

کلاک واحد آنالوگ به دیجیتال

این واحد از یک کلاک جداگانه

لت ایست رفته تا نویز حاصل از مدار دیجیتال داخلی کاهش یافته و در نتیجه عملیات تبدیل با دقت بیشتری انجام شود.

 

۳-۱-۲- منابع کلاک سیستم:

میکرو دارای انواع منابع کلاک اختیاری است که می توان انواع آن را بوسیله فیوز بیت ها انتخاب کرد. کلاک انتخاب شده به عنوان ورودی کلاک میکرو در نظر گرفته شده و کلاک مناسب به هر قسمت  سیستم داده می شود.

اسیلاتور کریستالی

در این حالت کریستال یا نوسانگر سرامیکی یا کریستال کوارتز همانطور که در شکل ( ۳-۲ ) نشان داده شده است به پایه های میکرو وصل می شوند.

یک مقدار باشند و مقادیر آنها بستگی به کریستال، نوسانگر و نویز های الکترومغناطیسی محیط دارد.

 

 

شکل ۳-۲-اسیلاتور کریستالی

 

اسیلاتور کریستالی فرکانس پایین

با برنامه ریزی کردن فیوزبیت های میکرو می توان از کریستال

ن

خازن های داخلی، خازن های خارجی را برداشت. مقدار نامی خازن های داخلی ۳۶ پیکو فاراد است.

اسیلاتورRC  خارجی

با برنامه ریزی کردن فیوزبیت ها و اتصال مقاومت و خازن مطابق

کردن خازن داخلی می توان خازن خارجی را برداشت.

 

شکل ۳-۳-اسیلاتور RC خارجی

 

اسیلاتورRC  کالیبره شده داخلی

اسیلاتورRC  کالیبره شده داخلی، کلاک های نامی داخلی ۱، ۲، ۴ و۸ مگاهرتز را در ولتاژ ۵ ولت و دمای ۲۵ درجه سانتیگراد تولید می کند. این کلاک با  برنامه ریزی کردن فیوزبیت های داخلی       می تواند به عنوان کلاک سیستم استفاده گردد که در این حالت نیازی به مدار خارجی نیست.

کلاک خارجی

ناگهانی فرکانس کلاک خارجی برای اطمینان از عملکرد صحیح میکرو جلوگیری کرد. تغییرات بیشتر از ۲% در فرکانس کلاک خارجی ممکن است باعث رفتارهای غیرقابل

 

شکل ۳-۴-کلاک خارجی

 

اسیلاتور تایمر/ کانتر

برای میکروکنترلر هایی که دارای پایه های TOSC1 و TOSC2 هستند، کریستال ساعت ۷۶۸/۳۲کیلو هرتز مستقیما بین دو پایه قرار

پایه کلاک دریافت می کند.

 

 

 

۳-۲- تایمر / کانتر ها

اغلب میکروکنترلر هایAVR  دارای ۳ تایمر /کانتر هستند .در این پروژه به یک تایمر و یک کانتر نیاز می باشدکه برای این منظور از کانتر ۱ و تایمر ۲ استفاده شده است.

تایمر / کانتر های میکرو در مدهای مختلف کار می کنند که عبارتند از:

  • مد تایمر
  • مد کانتر
  • مد مقایسه ای
  • مد capture
  • مد مدولاسون عر ض پالس

 

۳-۲-۱- تایمر / کانتر یک

معرفی تایمر / کانتریک

تایمر/ کانتر ۱۶ بیتی یک می تواند کلاک خود را از سیستم، تقسیمی از کلاک سیستم و یا از پایه خروجی T1 تامین کند. عملکرد تایمر /کانتر توسط رجیستر های کنترلی کنترل می شود.

زمانی که تایمر/کانتر از پایه خروجی کلاک دریافت می کند، سیگنال خروجی با فرکانس اسیلاتور CPU سنکرون می باشد. بنابراین برای اطمینان از نمونه برداری مناسب، بایستی زمان بین دو کلاک خروجی حداقل برابر یک دوره تناوب کلاک CPU باشد. کلاک خروجی در لبه ی بالارونده ی کلاک CPU نمونه برداری می شود.

تایمر/کانتر

نتر با مقدار معین تغییر حالت می دهند. این واحد می تواند در مد PWM و CAPTURE نیز کار کند.

 

پیکره بندی تایمر/کانتر یک در حالت کانتر

تایمر/کانتر یک برای کار در مد تایمر به صورت زیر در محیط BASCOM پیکره بندی می شود:

Config timer1=counter , edge=rising/falling , prescale=1/8/64/256/1024

یا می توان چنین نوشت:

Config timer1=counter , edge=rising/falling

تایمر/کانتر یک می تواند در مد کانتر نیز کار کند. در این حالت کانتر از پایه ورودی T1 کلاک خود را دریافت می کند که می تواند نسبت به لبه ی بالارونده یا پایین رونده حساس باشد. محتوای کانتر را می توان خواند یا در آن نوشت.

کانتر بعد از شمردن تعداد۱+$FFFF پالس سرریز می شود و سپس پرچم سرریزی خود را با نام OVF1 یک می کند. در صورتی که وقفه سرریزی با دستور ENABLE OVF1 و وقفه سراسری با دستور ENABLE INTERRUPTS فعال شده باشند، می توان به محل معینی پرش کرد وزیر روال مربوطه را اجرا کرد.

۳-۲-۲- تایمر/کانتر دو

معرفی تایمر/کانتر دو

تایمر/کانتر هشت بیتی دو انتخاب کلاک از کلاک سیستم، تقسیمی از کلاک سیستم یا از پایه های خروجی به صورت آسنکرون را داراست.

دقت و وضوح بالا استفاده می شود. این واحد می تواند در مدهای مقایسه ای ، PWM، CAPTURE نیز عمل کند.

پیکره بندی تایمر/ کانتر دو در حالت تایمر

تایمر/کانتر دو برای کار در مد تایمر به صورت زیر در محیط BASCOM پیکره بندی می شود:

CONFIG TIMER2=TIMER , ASYNC=ON/OFF , PRESCALE=1/8/32/64/128/256 /1024

به وسیله ی این دستور تایمر/کانتر در مد تایمر به کار برده شده

. در صورتی که وقفه سراسری با دستور ENABLE  INTERRUPTS  فعال شده باشد در زمان سرریزی با دستورات پرشی  می توان به محل معینی پرش کرد.محتوای تایمر را می توان خواند همچنین در آن نوشت.

ASYNC زمانی ON انتخاب می شود که تایمر به صورت آسنکرون از پایه های TOSC2 و TOSC1 باکریستال ۳۲۷۶۸ هرتز کلاک دریافت می کند. در این حالت با PRESCALE=128 دقیقا تایمر بعد از یک ثانیه، پرچم سرریزی یک شده و وقفه رخ می دهد که می تواند برای طراحی ساعت استفاده شود. در غیر این صورت OFF انتخاب می شود.

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.[/tab][/tabgroup]

[tabgroup][tab title=”قسمت هایی از متن (۴)”]

– نمایش اطلاعات

برای نمایش اطلاعات در سیستم های الکترونیکی از وسایل گوناگونی همچون لامپ اشعه کاتدی، LED،  ۷-SEGMENT،LCD می توان استفاده کرد.

آن سهولت نمایش اطلاعات در LCD ، ارتباط دهی آسان آن با میکروکنترلر ونیاز به سخت افزار کمتر است.

LCD ها ابزاری برای نمایش اطلاعات هستند که شامل حروف، اعداد و همچنین برخی کاراکترهای گرافیکی می شود. با استفاده این ابزار می توان اطلاعات را به صورت زیباتر وکاملتر نمایش داد، البته استفاده از LCD برای مدارات ساده توصیه نمی شود و عموما آنرا همراه با میکروکنترلرها یا CPU ها به کار می برند.

چیزی که از آن به عنوان LCD یاد می شود در واقع یک صفحه نمایشگر مانند صفحه ماشین حساب است که همراه با تراشه کنترلر و مدارهای جانبی اش

ل پاک کردن صفحه نمایش، جابجایی مکان نما، خاموش و روشن کردن مکان نما و غیره را نیز به LCD ارسال کرد.

LCD ها از طریق مقدار اطلاعاتی که می توانند در صفحه نمایش بدهند، انتخاب و خریداری می شوند. انواع معمول آن می توانند دارای ۱۶، ۲۰، ۳۲ و ۴۰ کاراکتر و تعداد ۱ یا ۲ یا ۴ سطر باشند.مثلا LCD  ۲*۱۶ دارای دو خط و ۱۶کاراکتر در هر خط است. همچنین LCD ها می توانند همراه با لامپ پشت صفحه یا بدون آن انتخاب شوند.

تقریبا همه ی LCD ها دارای ۱۶ پایه هستندکه ۸ خط آن مربوط به فرستادن یا خواندن داده ها یا دستورالعمل ها می باشد. پایه های دیگر خطوط کنترل و ولتاژهای تغذیه می باشند. لیست کامل خط ها مطابق جدول ۳-۱ می باشد.

 

جدول ۳-۱-پایه های LCD

 

ودی از مقدار حداقلی بیشتر باشد، این ولتاژ معمولا ۴ تا ۵ ولت بالاتر از ولتاژ خروجی تراشه است.

 

در کاتالوگ این نوع تراشه ها پیشنهاداتی برای استفاده ی هر چه بهتر از این تراشه ها ارایه شده است. به عنوان مثال برای حذف جریان های گذرای خط و جلوگیری از آسیب دیدن رگولاتور وجود دو خازن در ورودی و خروجی رگولاتور پیشنهاد شده است. با وجود این که این تراشه ها دارای ولتاژ ثابت هستند،      می توان با افزودن مداراتی ساده به آنها ولتاژ را تغییر داد ویا جریان آنها را افزایش داد. به عنوان مثال برای افزایش خروجی ۷۸۰۵ به ولتاژ حوالی ۶ ولت مدار شکل  (۴-۲ ) مناسب است:

شکل ۴-۲-افزایش ولتاژ رگولاتور

 

۴-۲- تعیین عملکرد دستگاه

با اینکه این فرکانس متر برای فرکانس های بالا طراحی شده است ولی باتوجه به قابلیت های میکرو     می توان فرکانس های پایین را هم اندازه گرفت. برای این منظور از یک سلکتور برای انتخاب دو حالت استفاده شده است:

  • حالت فرکانس بالا (حالت معمول)
  • حالت فرکانس پایین

وقتی حالت فرکانس پایین را انتخاب می کنیم سیگنال به وسیله ی رله ورودی  مطابق شکل(۴-۳) از تراشه تقسیم کننده عبور نمی کند و فقط از قسمت تقویت وشکل دهی عبور کرده و سپس به میکرو

تقسیم در نظر گرفته نمی شود و فرکانس به طور صحیح محاسبه می شود.

شکل ۴-۳-تغییر عملکرد به وسیله رله

 

۴-۳- قسمت تقسیم و شکل دهی سیگنال ورودی

قسمت اول مدار که برای سیگنال هایی با فرکانس بالا طراحی شده است به صورت  (۴-۴ )      می باشد. دو دیود  D1 و D2 برای محدود کردن ولتاژ ورودی است. تقسیم کننده ی sp8704 دارای ۴ مد کاری می باشد که توسط پایه های ۳ و ۶ تراشه

هم برای کوپلاژ بین طبقات به کار رفته اند. در مدار تقویت کننده برای تنظیم THD موج خروجی بایستی R2 تغییر داده شود تا مقدار مناسب به دست آید.

 

شکل ۴-۴-قسمت ورودی مدار

 

با توجه به اینکه قسمت ورودی مدار با فرکانس های بالا سر و کار دارد، باید در تهیه برد مدار چاپی آن به این نکته توجه داشت و این قسمت تا حد امکان کوچک باشد و همچنین با توجه به اینکه تراشه تقسیم کننده SP8704 در قطع SMD می باشد و در پشت فیبر لحیم می شود باید در مورد اتصالات آن دقت شود.

 

 

۴-۴- شمارش پالس ها و کنترل مدار

سیگنال ورودی پس از کاهش فرکانس وتبدیل به پالس مناسب برای میکرو

می شود و همچنین برای ساختن زمان دقیق یک ثانیه به وسیله ی تایمر دو، باید کریستال ساعت را به میکرو وصل نمود. کریستال ۱۶ مگاهرتز و ساعت (۷۶۸/۳۲ کیلو هرتز ) مطابق شکل زیر به میکرو وصل  می شوند:

شکل ۴-۵-نحوه اتصال کریستال ها به میکرو

 

نوع کلاک میکرو در هنگام برنامه ریزی کردن میکرو تعیین می شود. این کلاک به طور پیش فرض اسیلاتور RC کالیبره شده داخلی می باشد و در صورتی که هنگام برنامه ریزی کردن

کار میکرو حتما بایستی کریستال انتخاب شده را به میکرو وصل کنیم. برای برنامه ریزی کردن دوباره میکرو هم باید کریستال به آن وصل باشد، در غیر این صورت میکرو برنامه ریزی نخواهد شد.

 


۴-۵- نرم افزار پروژه

انواع متنوعی از کامپایلر های AVR عرضه شده اند که در این میان کامپایلر های BASCOM ، CODVISION و FASTAVR از اهمیت واعتبار بیشتری برخوردار هستند. در این پروژه برای برنامه ریزی میکرو از کامپایلر BASCOM استفاده شده است. در این کامپایلر از زبان BASIC برای برنامه نویسی استفاده می شود.

در این برنامه ابتدا به وسیله ی تایمر دو که به صورت آسنکرون از کریستال ساعت کلاک دریافت   می کند، زمان دقیق یک ثانیه

در حالت فرکانس پایین باشد، یعنی پایه D.5  میکرو یک شود نسبت تقسیم در نظر گرفته نمی شود.

۴-۵-۱- برنامه

A:

 

regfile = “m16def.dat”$

crystal = 16000000$

Config Pinb.1 = Input

Config Pind.5 = Input

Config Pind.6 = Input

Config Lcdpin = Pin , Db7 = Pina.7 , Db6 = Pina.6 , Db5 = Pina.5-

Db4 = Pina.4 , E = Pina.3 , Rs = Pina.2-

Dim A As Single

Config Lcd = 16 * 2

Dim I As Byte

Config Timer2 = Timer , Async = On , Prescale = 128

Config Timer1 = Counter , Edge = Rising

Enable Counter1

Enable Interrupts

Enable Ovf1

Enable Ovf2

On Ovf1 S

On Ovf2 Ss

A = 0

I = 0

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

B:

 

Counter1 = 0

Timer2 = 0

Start Timer2

Do

Loop

End

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

C:

 

S:

Incr I

Counter1 = 0

Return

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

D:

 

Ss:

Stop Timer2

A = 65536 * I

A = A + Counter1

A = A * .129

If Pind.5 = 1 Then A = A / .129

If Pind.6 = 1 Then A = A / 2

Cls

Lcd “freq is”:

Locate 2 , 1

Lcd A

Locate 2 , 13

Lcd ” khz”

I = 0

Counter1 = 0

Start Timer2

Return

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

قسمت A مربوط به تعیین نوع میکرو، کریستال، پیکره بندی تایمر/

د، متغیرها بایستی با توجه به مقادیر به طور مناسب تعریف و در صورت لزوم مقداردهی اولیه شوند. در این قسمت وقفه تایمر/کانترها و وقفه سراسری نیز فعال شده است.

در قسمت B مقادیر اولیه در تایمر و کانتر قرار گرفته و تایمر را فعال کرده و روال برنامه در یک حلقه قرار می گیرد و زمانی که وقفه رخ می دهد به زیرروال های مربوطه پرش می کند.

قسمت C مربوط به وقفه کانتر یک می باشد. در این زیرروال با هر بار سرریز شدن کانتر یک، متغیر I یک واحد اضافه می شود تا در هنگام محاسبات سرریزی کانتر در نظر گرفته شود.

قسمت D مربوط به وقفه تایمر دو است. وقتی که زمان یک ثانیه تمام شد، وقفه تایمر دو رخ می دهد و برنامه به این زیرروال می

ر خوانده شده و در متغیر A قرار می گیرد، سپس با توجه به دفعات سرریزی کانتر و عدد فعلی کانتر، تعداد پالس ورودی شمرده شده و با توجه به نسبت تقسیم فرکانس واقعی محاسبه می شود و به طور مناسب بر روی LCD نمایش

ت B پرش می کند تا این روال دوباره ادامه پیدا کند.

برای بازگشت از زیرروال های مربوط به وقفه ها باید توجه داشت که برای این کار حتما از دستور RETURN استفاده شود، در غیر این صورت عملیات بازگشت انجام نمی شود وبرنامه دچار اختلال   می‌شود.

متن کامل در نسخه قابل خرید موجود است.

[/tab][/tabgroup]

[tabgroup][tab title=”منابع” icon=”fa-pencil-square-o”]-سعادت رضا؛ اندازه گیری الکتریکی

۲-سپید نام؛ قدرت طراحی دیجیتال

۳-سایت  http://oelectronic1.blogfa.com

۴-سایت www.iranmadar.com

[/tab][/tabgroup]

خرید و دانلود فوری

نسخه کامل و آماده
3900 تومانبرای دریافت نسخه کامل

47 صفحه فارسی

فونت استاندارد/Times New Roman/12

فرمت فایل WORDوPDF

دارای ضمانت بازگشت وجه

نسخه قابل ویرایش+نسخه آماده چاپ

دریافت فوری + ارسال به ایمیل

[well boxbgcolor=”#e5e5e5″ class=”fontawesome-section”][tblock title=”برای مشاهده تمام پروژه ها ، تحقیق ها و پایان نامه های مربوط به رشته ی خود روی آن کلیک کنید.”][/well]

(برای امنیت و سهولت بیشتر پیشنهاد میشود با نرم افزارهای موزیلا فایر فاکس و یا گوگل کروم وارد شوید)

***************************

*************************************

پرداخت از درگاه امن شاپرک  با همکاری شرکت زرین پال صورت میگیرد

 ۱۵ درصد از درآمد فروش این فایل به کودکان سرطانی(موسسه خیریه کمک به کودکان سرطانی) اهدا میشود

پس از پرداخت،علاوه بر ارسال فوری فایل ها به ایمیلتان،مستقیماً به صورت اتوماتیک به لینک دانلود فایل ها  ارجاع داده میشوید.

در صورت نیاز به هرگونه راهنمایی با ایمیل (MASTER@NEXAVARE.COM) یا شماره تماس پشتیبان (۰۹۳۶۹۲۵۴۳۲۹) در ارتباط باشید

[alert type=”alert-danger”]کاربر گرامی، برای تهیه این اثر هزینه و زمان زیادی صرف شده است.که اکنون با این قیمت ناچیز در اختیار شما قرار گرفته است.لطفاً  تنها جهت استفاده دانشجویی یا شخصی خرید نمایید.همچنین اگر مدیر یک وبسایت یا وبلاگ هستید خواهش میکنیم آن را کپی نکنید.و یا در صورت کپی منبع را به صورت لینک درج نمایید. ضمناً شرعاً هم لازم به کسب رضایت است که به علت زحمت زیاد در انتشار ، کارشناسان ما رضایت استفاده بدون پرداخت هزینه آن را ندارند.تشکر از حمایت شما[/alert]


درباره نویسنده

publisher4 222 نوشته در سیستم همکاری در خرید و فروش فایل نگزاوار دارد . مشاهده تمام نوشته های

مطالب مرتبط


دیدگاه ها


دیدگاه‌ها بسته شده‌اند.