تكملة المعالجات والمتحكمات المصغرة الجزء الثالث (20-37)

مثال 1 : دارة كشف انخفاض جهد البطارية
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
38
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المثال 1 : محاكاة المخطط الصندوقي لكاشف انخفاض
جهد البطارية
 يتم استخدام بطارية لتغذية النظام، ولذلك:
 من المهم معرفة متى ينخفض جهد البطارية إلى قيمة خطيرة.
 يتم ربط مداخلها إلى مقسم جهد:
 الأول، تتم تغذيته عن طريق جهد ال Reg. + 5 فولت كمرجع،
 يتم تصميمه ليعطي جهد 2.235 عند نقطة المنتصف.
 الثاني، تتم تغذيته بشكل مباشر من البطارية.
 يتم تصميمه بحيث تقيس نقطة المنتصف أيضا 2.2 فولت، وسيلاحظ انخفاض جهد البطارية عند 6
فولت.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
39
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المثال 1 : محاكاة المخطط الصندوقي لكاشف انخفاض
جهد البطارية
 يتم إعداد المقارن التشابهي AC ليكتشف وصول الجهد على مقسم جهد البطارية إلى قيمة
أدنى من قيمة المقسم المرجعي )أي 2.2 فولت(.
ACSR=0x0A :
 تقوم بتفعيل المقارن، ومقاطعاته،
 تحديد المقاطعة لتحصل عند الجبهة الهابطة ) AIN0<AIN1 .)
 يقوم A.C.ISR ببدء المؤقت Timer0 ،
 يتم إعدادها بحيث تضيء الليد لمدة 10 ميللي ثانية كل ثانيتين.
 يؤدي هذا إلى إظهار حالة البطارية مع تصغير السحب الإضافي للتيار نظرا لاستخدام الليد.
 لحماية المتبقي من طاقة البطارية.
 يقوم ACISR بتعطيل المقارن التشابهي.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
40
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المثال 1 : AC وال ISRs للمؤقت Timer0 باستخدام
المترجم CodeVision .
#include <mega16.h>
#define LED PORTC.0
unsigned intblink_count= 0; /* عداد من
أجل ومضات الليد */
/* روتين خدمة المقاطعة للمقارن التشابهي */
interrupt [ANA_COMP] void ana_comp_isr(void)
ACSR =0; /* تعطيل المقارن */
TCCR0 = 0x5; /* ابدأ عمل المؤقت */
/* روتين خدمة المقاطعة الخاصة بطفحان المؤقت
المستخدم */
interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr (void)
TCNT0 = 256 –6; /* تحديده لتحصل حالة
طفحان كل 1 ميللي ثانية تقريبا */
++blink_count; /* زيادة عداد الومضات */
switch (blink_count)
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
41
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المثال 1 : AC وال ISRs للمؤقت Timer0 باستخدام
المترجم CodeVision .
case 1990: LED = 0; /* تشغيل الليد */break;
case 2000: LED = 1; /* إيقاف تشغيل الليد */blink_count= 0 /* إعادة ضبط عداد
الومضات */break;break; /* لا تفعل شيئا */
Default;
void main (void)PORTC =0x01; /* ابدأ والليد لا يعمل
*/DDRC =0x01; /* اجعل البت 1 للخرج
*//* تفعيل المقارن التشابهي، تفعيل
مقاطعاته، عند الجبهة الهابطة */ACSR = 0x0A;TIMSK = 0x01; /* نزع القناع عن
مقاطعة الطفحان للمؤقت 0*/#asm(“sel”) /* إعطاء قيمة لبت
المقاطعة العامة */while(1)}; /* لا تفعل شيئا – أو ضع كود العمل هنا */
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
42
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المثال 2 : محول بسيط من تشابهي إلى رقمي،
باستخدام AC مع شحن RC
 باستخدام إما مؤقت، أو حتى عداد.
 يقوم ال AC بمقارنة ال +ve ( AIN0 ( و –ve ( AIN1 (. إذا كانت AIN0>AIN1 ، يتم ضبط خرج ال ACO على القيمة 1 .
 يتم قراءة خرج ال ACO مباشرة على أنه بت في مسجل ال ACSR .
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
43
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المثال 2 : محول بسيط من تشابهي إلى رقمي،
باستخدام AC مع شحن RC
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
44
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
محاكاة المحول التشابهي الرقمي البسيط باستخدام AC .
 أولا، يتم تحديد PB0 منطقي، » صفر « لتأخذ القيمة
 بهذه العملية نفرغ أي شحنة موجودة على المكثفة.
 ثم، نحدد ال PB0 كدخل، بدون مقاومات رفع، و
 يبدأ العد، إما باستخدام برنامج عداد، أو بقدح T0 ليبدأ العد.
 تبدأ المكثفة بالشحن حتى الوصول إلى القيمة + 5 فولت عبر المقاومة R1 .
 عندما يصبح الكمون على المكثفة أكبر من كمون الدخل على AIN1 .
 « يتحول خرج المقارن ليصبح 1 .»
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
45
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
محاكاة المحول التشابهي الرقمي البسيط باستخدام AC .
 عندما يلتقط البرنامج هذه الحالة.
 يتوقف عداد البرنامج ) T0 (، و
 تكون العدة المأخوذة متناسبة مع قيمة الجهد على المنفذ AIN .
 سيؤدي ظهور كمون أكبر على AIN إلى شحن المكثفة إلى جهد
أكبر، ويستهلك ذلك زمنا أطول،
 مما يعني أن العداد الداخلي سيعطي مقاطعاته بعد زمن أطول، مما يعني ورود قيمة
أكبر للعدة.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
46
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مثال 2 : مخطط خطي ولوغاريتمي من أجل مجال
دخل صغير
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
47
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مثال 2 : اللاخطية في شاحن RC بسيط
 لكن الجهد على المكثفة سيزداد بشكل لوغاريتمي، وليس خطي.
 لذلك فإن العدّات المقروءة لن تكون خطية بالمقارنة مع جهد الدخل.
 إذا قمنا بتحديد قيمة الدخل من 0 حتى 2.5 فولت، فسيتم استخدام مجال
خطي إلى حد ما من منحني شحن ال RC .
 الثابت الزمني ل RC هو 1 ميللي ثانية، وستقوم المكثفة بالشحن حتى 2.5
فولت في حوالي 720 ميكرو ثانية.
 فإن أسوأ حالة تحويل هي 720 ميكرو ثانية.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
48
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مثال 2 : المخطط الصندوقي لمحول تشابهي رقمي
بسيط ومحسن باستخدام AC .
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
49
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مثال 2 : تحسن اللاخطية
 يمكن حذف اللاخطية في شحن ال RC بمساعدة ما يلي:
 استبدال المقاومة R1 بترانزستور في وصلة منبع تيار.
 سيقوم منبع الجهد المستمر بشحن المكثفة بشكل خطي.
 ولذلك فإن العدّات المقروءة ستعبر عن قيم خطية بالمقارنة مع جهد الدخل
على القطب AIN .
 يقوم الترانزستور من النوع PNP بتزويد تيار قيمته 80 ميكرو أمبير.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
50
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مثال 2 : زمن التحويل الأعظمي
 يتم التعبير عن عملية شحن المكثفة بتيار ثابت بالعلاقة:
=⇒Δ=×5⇒=6.25
 ولذلك، فإنه في أسوأ الأحوال، سيكون زمن التحويل هو 6.25 ميللي ثانية.
 إن زمن التحويل طويل بما فيه الكفاية من أجل استخراج تمييز بقيمة
10 بتات أو حتى 12 بت.
 ويمكن بسهولة ملء عداد من 10 بتات أو من 12 بت خلال زمن التحويل.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
51
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مثال 2 : الحد من تيار تفريغ المكثف
 يتم استخدام المقاومة R4 من أجل حد تيار تفريغ المكثف ضمن
المجال الآمن.
 من دون المقاومة R4 ، ستحدث أضرار على المدخل PB0 بسبب تفريغ
المكثفة نبضة عابرة كبيرة من خلال المنفذ PB0 .
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
52
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
المثال 3 : حساس
حرارة
53
ترجمة وتنسيق: رامي قباني.
إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مثال 3 : مسجل درجة الحرارة
LM335 هو حساس حرارة، يقوم بإعطاء جهد على خرجه يتناسب مع درجة
الحرارة المحيطة به.
 يتم توليد جهد بواسطة الحساس قيمته 10 ميللي فولت لكل درجة كيلفن.
 يعمل الحساس ضمن مجال درجات الحرارة من – 40 حتى + 100 درجة مئوية.
 أي أنه عند درجة الحرارة العادية للغرفة ) 20 درجة مئوية = 393 درجة كيلفن(
سيكون جهد الخرج مساويا ل 3.93 فولت.
 يمكن تخزين البيانات ضمن ذاكرة EEPROM داخلية، أو إرسالها إلى جهاز
الحاسب.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
54
ترجمة أحمد رامي قباني || RamiKabbani.wordpress.com
مسائل
. 1 إذا علمت أنه لدينا إشارة جيبية بتردد 500 هرتز، ما هو أصغر
تردد أخذ عينات ممكن لكي يعمل المحول التشابهي الرقمي
بحث نستطيع الاعتماد عليه لبناء الإشارة التشابهية من جديد
بمصداقية.
. 2 قم بالتحقق من المحول التشابهي الرقمي في نظامك الصوتي.
أوجد تردد أخذ العينات، وبتات التكميم، والتقنيات المستخدمة في
التحويل.
ترجمة وتنسيق: رامي قباني. إلقاء الدكتور: عبد الغني البكار.
55
انتهت المحاضرة الثالثة