Sefer

3,921 views

Published on

  • Be the first to comment

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

×