راهنماي راه اندازي و استفاده از مجموعه ي آموزشي ميكرو كنترلر به همراه ضميمه ي نقشه ها

راهنماي راه اندازي و استفاده از مجموعه ي آموزشي ميكرو كنترلر به همراه ضميمه ي نقشه ها

مدل AZ-SH AP8

توانايي كار با يك ميكرو كنترلر غالبا” براي دانشجويان لازم و ضروري است و چه بهتر كه اين يادگيري بروز باشد و زماني را كه دانشجويان براي آموزش صرف ميكنند ، بر روي ميكروكنترلر جديد باشد . از جديدترين ميكروكنترلرهاي قوي عرضه شده به بازار الكترونيك ، متعلق به شركت ATMEL وMicroChip به نام ميكروكنترلر هاي AVR و PIC ميباشند . اين ميكروكنترلر هاي 8 بيتي به علت وجود كامپايلر هاي (high level language)HHL مورد استقبال و استفاده صنعت قرار گرفته است . در راستاي اين آموزش و يادگيري ، مجموعه ي آموزشي نقش موثري را ايفا ميكند . به همين دليل به طراحي مجموعه اي كه در اختيار داريد پرداخته ايم . اميد است كه توانسته باشيم قدمي هرچند كوچك در جهت اعطلاي سطح علمي و عملي دانشجويان برداشته باشيم . باشد كه اساتيد و دانشجويان محترم ما را از انتقادات و نظرات خود بهره مند سازند . در ادامه لازم است از جناب آقاي مهندس شابدي كه از ابتداي طراحي اين مجموعه حمايت فراواني از اين جانب بعمل آوردند تشكر و قدر داني نمايم .

براي ارتباط با اين جانب ميتوانيد از طريق زير اقدام كنيد.

info@azaranelec.ir

www.Azaranelec.ir

masodbook@gmail.com

سيد مسعود عراقي

بهار 88

نحوه راه اندازي و استفاده از مجموعه آموزشي مدل AZ-SH AP8

در اين مجموعه تمام ادوات وتجهيزات مورد نياز براي انجا م پروژه هاي مختلف با ميكروكنترلرهاي خانواده AVR – PIC – 8051 در نظر گرفته شده است . از جمله آنها مي توان به نمايشگرهاي مختلف ، ورودي و خروجي هاي آنالوگ و ديجيتال ، سنسور و موتور و ….. اشاره كرد.

اساس طراحي اين مجموعه به گونه اي مي باشد كه بتوان تمامي آزمايشهاي مورد نياز را بر روي تمامي ميكرو كنترلرها و حتي ساير تراشه هاي سفارشي انجام داد . در اين مجموعه روي هر دو برد اصلي قسمتي براي بردهاي ميكرو در نظر گرفته شده و عناصر و تجهيزات ضروري براي كار ميكرو كنترلر در اين ماجولها طراحي شده است . براي استفاده از انواع مختلف تراشه ها بوسيله مجموعه ، هسته اصلي بردها ( ميكروكنترلرها ) بصورت قابل تغيير طراحي شده است و در كنار سوكت ميكرو كنترلرها پين هدرهايي تعبيه گرديده كه توسط آنها مي توان ماجولهاي مربوط به تراشه هاي PIC , 8051 را به برد اصلي متصل نمود. . بعد از اتصال اين ماجولها (به همراه تجهيزات اصلي مجموعه ارائه شده است) از تمام امكانات و تجهيزات مجموعه براي ميكروكنترلرهاي PIC , 8051 مي توان استفاده نمود.

براي كارايي بهتر مجموعه تجهيزات و مدارهاي جانبي بصورت ماجولهاي مستقل و مجزا از هم طراحي شده اند و پايه های ورودی و خروجي آنها از طريق كانكتورهاي استاندارد در دسترس كاربران قرار گرفته است . هر ماجول داراي يك كليد روشن و خاموش اختصاصي بوده و روشن بودن آن بوسيله يك LED مشخص مي شود . اين ماجولها عبارتند از :

ماجول Interface ( واسط كامپيوتري )

الف ) پورت سريال

ب ) مبدل USB به سريال

ج ) PS2

د) RLY

ماجول I/O ورودي و خروجي شامل

الف ) ورودي آنالوگ و خروجی آنالوگ

ب) ورودي ديجيتال – خروجي ديجيتال

ماجول حافظه I2C Mem – SPI Mem – MMC card

ماجول نمايشگر شامل :

الف) نمايشگر LCD گرافيكي

ب) نمايشگر LCD كاراكتري

ج) نمايشگر 7-Seg

د) نمايشگر تابلو روان 24*16 تايي

ماجول ابزار دقيق شامل :

الف) سنسور دما ( ديجيتال و آنالوگ)

ب) سنسور رطوبت

پ ) سنسور نور

ج) سنسور گاز

د) سنسور اولتراسونيك

ماجول كنترل و راه اندازي موتور شامل :

الف) موتور DC

ب) Step motor

ج) Servo Motor

همانگونه قبلاً گفته شد تمام پايه هاي مربوط به اين ماجول ها از طريق باكسهاي IDC و نيز پين هدرهاي كنار آن در دسترس قرار دارند، در مورد اين كانكتورها و براي استفاده از آنها نكات زير بايد در نظر گرفته شود :

1- اين كانكتورها 10 پايه دارند كه در 2 رديف 5 تايي چيده شده اند و پايه شماره 1 توسط يك مثلث به شكل زير مشخص شده است .

2- در تمامي كانكتورهاي IDC روي برد پايه شماره 2 به ولتاژ +5 V و پايه شماره 10 به زمين (GND) متصل شده است .

3- در مورد پين هدرهاي كنار IDC نيز مورد قبل رعايت شده است. يعني پايه شماره 2 به ولتاژ +5 V و پايه شماره 10 به زمين GND متصل شده است . پايه شماره 1 از پين هدر نيز توسط عدد 1 كه بر روي فيبر مدار چاپي به رنگ سفيد نوشته شده است مشخص شده است .

4- از اين كانكتورها و پين هدرها براي اتصال ماجولهاي مختلف به يكديگر استفاده مي شود . براي اتصال كانكتورهاي IDC 2*5 مي توان از كابلهاي FLAT با اندازه هاي مختلف متعلق به مجموعه استفاده كرد .

توضيح : كابل FLAT بصورت مسطح و شامل چندين رشته سيم است ، كه در اين مورد از نوع 10 رشته اي است كه در دو سر آن سوكتهاي مادگي 2*5 نصب شده است . ( هر مادگي داراي يك زائده مي باشد كه مانع نصب برعكس سوكت مي گردد) ، براي اتصالات بين كانكتورهاي IDC استفاده ميشود .

5- از پين هدرها در زماني كه اتصالات جديد علاوه بر اتصالات پيش فرض طراحي شده نياز باشد استفاده مي كنيم كه قدرت مانور بيشتري را جهت استفاده كاربران فراهم مي كند.

6- براي آگاهي از اتصالات پين هدر ها و IDC ها به نقشه ي شماتيك مربوطه مراجعه كنيد .

براي هريك از ماجول ها توضيحاتي در زير آورده شده است كه حتما” قبل از استفاده از آنها اين مطالب را به دقت بخوانيد .

در كل مجموعه 3 عدد برد بزرگ قرار دارد كه از اين پس به برد سمت راست برد شماره 1 وبه بردسمت چپ، برد شماره 2 وبه برد بالايي، برد شماره 3 خواهيم گفت .

ماجول هاي تعبيه شده در برد 1 :

منبع تغذيه مجموعه :

مي تواند ولتاژهاي متقارن 5 و 12 ولت را توليد نمايد .

( اين ولتاژها عبارتند از Clk ,-12V -5V , GND , +5V , +12V ) .

برق شهري 220 V از طريق كابل به سوكت تعبيه شده روي كيف متصل مي شود ، پس از روشن نمودن كليد ON/OFF مجموعه (در كنار سوكت برق) كه روشن يا خاموش بودن منبع تغذيه را تعيين مي كند در گوشه سمت راست برد نشانگرهايLED مربوط به ولتاژ هاي مختلف منبع تغذيه وجود يا عدم وجود اين ولتاژ ها را در مجموعه نشان مي دهند . در خروجي منبع تغذيه يك سيگنال موج مربعي با فركانس 50Hz كه از موج سينوسي برق شهر درست شده در نظر گرفته شده است (CLK) . نقشه مدارمنبع تغذيه در ضميمه نقشه ها قرار داده شده است .

منبع تغذيه دستگاه ميتواند جرياني تا حد 1 آمپر را تامين كند . ولتاژ هاي مورد نياز تمام ماجول ها به طور پيش فرض از طريق برد مدار چاپي تامين شده است و شما نياز به اتصالات جديدي نداريد . اما براي مصارف خاصي كه احتمالا” در پروژ ه هاي خود با آنها مواجه شويد ولتاژ هاي فوق در خروجي ماجول منبع تغذيه در دسترس قرار داده شده اند .

عكس : ماجول منبع تغذيه

از طرف ديگر در كنار Bread board نيز اين ولتاژ ها در دسترس قرار داده شده اند كه ميتوانيد براي استفاده از آنها در روي bread board با استفاده از تكه سيم كوچك مخصوص bread board انها را بر روي bread board سيم كشي كنيد .

عكس : تغذيه برد برد

ماجول اصلي :

اين ماجول ، ماجول اصلي مي باشد كه ميكرو كنترلر در روي آن قرار دارد . عناصر اصلي براي راه اندازي ميكرو كنترلر و نيز تجهيزات لازم براي انجام آزمايشهاي اوليه در روي اين ماجول قرار داده شده اند .

اين عناصر عبارتند از كريستال هاي خارجي ، مدار RESET ، LED ها ، ميكروسوئيچ ها ، بازر ، پيزو ، فرستنده و گيرنده مادون قرمز و… ميباشند كه نقشه ي آنها در ضميمه نقشه ها موجود ميباشند .

از طرف ديگر تمام پايه هاي ميكرو كنترلر از طريق پين هدر هاي دو طرف آيسي در دسترس هستند و چون تمام ارتباطات استاندارد در مجموعه از طريق IDC BOX ها انجام مي پذيرد ، كانكتور هاي ارتباطي مخصوصي براي هريك از ماجول ها در كنار آن ماجول طراحي شده است .

نقشه ي اتصالات اين كانكتور ها در قسمت نقشه ها آورده شده است . با توجه به اين كه در برقراري ارتباط از طريق كابل FLAT بين كانكتور هاي IDC BOX ، اتصالات بين پايه هاي 1 تا 10 به صورت مستقيم برقرار ميشود ، از اين رو در كنار اين كانكتور ها پين هدر هاي 10 تايي نيز قرار دهده شده اين كه دقيقا” به همان پايه هاي IDC ها متصل هستند و در مواقعي كه نياز باشد اتصالاتي غير از حالت استاندارد انجام دهيد از اين پين هدر ها استفاده كنيد . پايه شماره 1 از پين هدر ها توسط حرف 1 در روي ماركاژ برد ها مشخص شده است .

توجه مهم:

نحوه ي استفاده از مدارReset :

با توجه به اين كه برد هاي اين مجموعه براي ميكرو كنترلرهايي با سطح ولتاژ ريست مختلف طراحي شده است لذا يك كليد دوطرفه براي انتخاب حالت ريست ميكرو كنترلر در نظر گرفته شده است . مثلا ميكرو كنترلر AVR داراي ريست Low Active ميباشد اما ميكرو كنترلر PIC داراي ريست High Active ميباشد . كليدي در كنار كليد On/Off مربوط به ماجول اصلي قرار دارد و تغييرحالت ريست را بر عهده دارد . اگر اين كليد در حالت فشار داده شده قرار داده شود حالت صفر فعال انتخاب ميشود و اگر در حالت غير فعال ( بيرون ) قرار داشته باشد حالت High Active فعال ميشود .

پس براي ميكروكنترلر AVR كليد را درحالت پايين قرار دهيد .

عكس : ماجول اصلي 1

ماجول اينترفيس :

اين ماجول شامل پورتهاي ارتباطي براي ايجاد ارتباط بين ميكروكنترلر و دستگاههاي خارجي ميباشد . اين پورتها عبارتند از USB و سريال و ارتباط PS2 و خروجي هاي رله .

براي ايجاد ارتباط با پورت سريال كانكتور مادگي DB9 را از طريق كابل RS232 به كامپيوتر متصل كنيد . پا يه هايي از اين كانكتور كه بايد به ميكرو كنترلر متصل شوند از طريق كانكتور IDC مربوط به ماجول اينترفيس در دسترس هستند .

براي استفاده راحت تر از پورت USB و نيز آشنايي با نحوي ايجاد ارتباط با پورت USB مبدل USB2COM با ميكرو كنترلر AVR طراحي شده است . پايه هاي RXD , TXD مربوط به اين مبدل از طريق پايه هاي IDC BOX در دسترس هستند .

براي استفده از اين ماجول كليد ON/OFF مربوط به آن را فشار دهيد . LED مربوط به ماجول روشن ميشود .

عكس : ماجول اينترفيس

ماجول ورودي خروجي سمت راست :

اين ماجول كه با نام I/O module در روي برد اول مشخص شده است از مدار هاي زير تشكيل شده است :

– وروى مدار op-amp ابزار دقيق

– خروجي آنالوگ ( ورودي ديجيتال 8 بيتي و خروجي آنالوگ بين 0 تا 5 ولت)

– خروجي مدار مبدل سيگنال pwm به ولتاژ آنالوگ

– ورودي و خروجي ساده ( داراي مدار محافظ )

براي اين كه بتوانيد از اين ماجول استفاده كنيد بايد آن را روشن كنيد . براي اين كار از كليد On/Off استفاده كنيد . در اين ماجول ولتاژ هاي تغذيه 5 ولت و 12 ولت و -12 ولت استفاده ميشود . اين ولتاژها (12و12-) براي توليد خروجي آنالوگ توسط آيسي DAC800 استفاده ميشود .

I/O module عكس : ماجول

ماجول حافظه :

اين ماجول سخت افزار لازم براي ارتباط با حافظه هاي دائمي را فراهم ميكند . اين حافظه ها عبارتند از حافظه هاي سري 24cXXX و 25cXXX و نيز مموري كارت MMC card . آيسي هاي سري 24cXXX از پروتكل I2C براي ارتباط با ميكرو كنترلر استفاده ميكنند و آيسي هاي سري 25cXXX و MMC card ها از پروتكل SPI براي ارتباط با ميكروكنترلر استفاده ميكنند . در اين ماجول يك سوكت براي قرار گيري آيسي هاي خانواده 24cXXX ( 8 پايه ) به نام UI2C در نظر گرفته شده است و يك سوكت براي قرار گيري آيسي هاي خانواده 25cXXX ( 8 پايه ) به نام USPI در نظر گرفته شده است . از طرفي ديگر يك سوكت براي جاي گيري MMC card در زير برد نصب شده است تا مموري كارت در آن قرار گيرد . بعد از قرار دادن آيسي هاي فوق در سوكت مربوطه ، كانكتور J600 را به كانكتور MMC كه در ماجول اصلي قرار دارد متصل كنيد . براي اطلاع از اتصالات بين ميكرو و حافظه ي مربوطه به نقشه هاي برد مراجعه كنيد .در روي ماجول مموري دو عدد ديپ سوئيچ قرار داده شده است . ديپ سوئيچ سمت چپي براي تعيين آدرس تراشه UI2C استفاده ميشود . ( اگر هر دوي كليد هاي ديپ سوئيچ سمت چپي در بالا قرار داشته باشد آدرس براي تراشه ي قرار داده شده در سوكت UI2C برابر صفر خواهد شد .)

ديپ سوئيچ سمت راستي براي تعيين وضعيت پايه هاي wp وHold به كار ميروند . به اين ترتيب كه كليد 1 از ديپ سوئيچ سمت چپ براي تعين وضعيت hold و كليد 2 از آن براي تعيين وضعيت پايه ي WP استفاده ميشود .

عكس : ماجول مموري

ماجول هاي قرار داده شده در برد 2 :

ماجول منبع تغذيه :

يك منبع تغذيه ساده براي مواقعي كه مي خواهيم برد ها را از يكديگر به طور جدا گانه استفاده بكنيم در گوشه سمت چپ برد 2 قرار داده شده است كه بايد با استفاده از اتصال يك آداپتور خارجي به جك آداپتور آن ولتاژ مورد نياز خود را توليد كنيد . به يا داشته باشيد كه خروجي آيسي رگولاتور ولتاژ به شماره 7805 در اين منبع تغذيه به خط تغذيه 5+ كل مدار متصل نيست و اين كار را بايد شما در مواقعي كه به آن نياز داريد انجام دهيد . براي اين كار پين سمت راست از كانكتور شماره j202 را به پايه شماره 2 از يكي از پين هدر هاي 10 پايه كنار IDC box ها متصل كنيد .( براي اطلاع از شماره هاي پين هدر هاي 10 تايي به قسمت ماجول اصلي در برد 1 مراجعه كنيد .)

عكس : ماجول منبع تغذيه در برد 2

ماجول اصلي :

در برد دوم نيز همانند برد اول يك ماجول اصلي براي قرار گيري ميكروكنترلر تعبيه شده است. همانند برد اول تمامي عناصرمورد نياز لازم و ضروري براي راه اندازي ميكرو كنترلر و اجراي آزمايش هاي اوليه در اين ماجول تعبيه شده است .براي اطلاع از نقشه ي اين عناصر به نقشه هاي مربوطه مراجعه كنيد .

مدار ريست مربوط به ماجول اصلي در برد 2 نيز همانند ماجول اصلي در برد 1 ميباشد .

عكس : ماجول اصلي در برد 2

ماجول كيبورد ماتريسي :

در اين ماجول يك عدد كيبورد4 *4 قرار داده شده است و نحوه ي دسترسي به پايه هاي كيبورد توسط كانكتور IDC 2*5 و يا از طريق پين هدر 10 تايي ميباشد .

براي اطلاع از اتصالات اين ماجول به نقشه ي آن مراجعه كنيد .

عكس : ماجول كيبورد

ماجول I/O برد 2:

در روي برد 2 نيز ماجول ورودي و خروجي در نظر گرفته شده است كه داراي 12 عدد ورودي و خروجي محافظت شده ساده و 4 كانال خروجي قدرت ميباشد .

خروجي هاي قدرت توسط اپتو ترياك و ترياك طراحي شده است . كه براي راه اندازي انواع كنتاكتور مورد استفاده قرار ميگيرند .

براي اطلاع ازنقشه ي اتصالات آنها به ضميمه ي نقشه ها مراجعه كنيد .

عكس : ماجول IO module برد 2

ماجول هاي قرار داده شده در برد 3 :

ماجول نمايشگر :

در ماجول نمايشگر تعداد متنوعي از نمايشگر هاي رايج در صنعت الكترونيك در نظر گرفته شده اند . عبارتند از نمايشگر هاي LCD و نمايشگر هاي 7-segment و نمايشگر تابلو روان را نام برد .

نمايشگر LCD : دو نوع LCD كاراكتري و LCD گرافيكي در نظر گرفته شده است . بر روي LCD هاي كاراكتري ميتوان اطلاعات مورد نياز را به صورت حروف انگليسي و يا هر كاراكتري كه بتواند در يك مربع 5*7 پيكسلي قرار گيرد به نمايش در آورد . اما اين مربع ها از همديگر فاصله دارند و در بين آنها يك فضاي خالي ديده ميشود . از اين رو LCD هاي گرافيكي به وجود آمده اند كه در روي آنها ميتوان هر نوع نوشته و حتي تصوير دلخواهي را به نمايش در آورد . LCD گرافيكي كه ما در اين برد از آن استفاده كرده ايم از نوع 64*128 پيكسلي ميباشد . بنابراين مي تواند يك عكس و يا يك نوشته با فونت بزرگ را به راحتي در درون خود جاي دهد . LCD هاي گرافيكي از اين نظر هيچ محدوديتي ندارند و ميتوان هر نوع نوشته اي را در روي آنها به نمايش در آورد .

براي هر يك از LCD هاي كاراكتري و گرافيكي يك كليد ON/OFF قرار داده شده است كه در مواقعي كه ازLCD ها استفاده ميكنيد آن را روشن كنيد و در زماني كه از آن استفاده نمي كنيد LCD را خاموش كنيد ( تغذيه آن را قطع كنيد ) تا هم انرژي اضافه مصرف نكند و هم طول عمر آن افزايش يابد . در مورد LCD گرافيكي يك عدد DIP SWITCH 2 تايي به نام BACKLIGHT در نظر گرفته شده است كه براي روشن شدن چراغ پشت LCD بايد از آن استفاده كنيد .

در قسمت نمايشگر هاي هفت قسمتي ( 7-segments) 3 نوع نمايشگر قرار داده شده است:

نمايشگر 4 تايي كاتد مشترك

نمايشگر 2 تايي آند مشترك

نمايشگر 1 تايي آند مشترك

نمايشگر 1 تايي آند مشترك براي نمايش اعداد ديجيتالي كه در مبناي باينري توسط ديپ سوئيچ تعبيه شده در قسمت BCD انتخاب ميشوند به كار ميرود . وظيفه ي تبديل اين كد هاي باينري به كد هاي 7-segment توسط آي سي به شماره 7447 انجام ميپذيرد .

در قسمت تابلو روان نيز يك تابلو روان بزرگ در نظر گرفته شده است تا هر برنامه نويسي را راضي كند . ابعاد اين تابلوروان 16*24 ميباشد كه داده هاي مربوط به سطر و ستون آنها توسط آيسي هاي 74574 تاميين ميشود . همان طور كه ميدانيد آي سي هاي 74574 آي سي هاي latch ( نگهدارنده ) ميباشند . يعني اگردر ورودي DATA آنها يك داده قرار داده شود و سپس يك پالسي با لبه بالارونده به ورودي clock آن اعمال شود داده ورودي را در خروجي قرار داده وآن را نگه ميدارد و هرگز اطلاعات در خروجي آن تغيير نمي كند حتي تغييري در داده هاي ورودي روي دهد و يا داده ها از ورودي برداشته شود . مگر آن كه يك بار ديگر يك پالس فعال ساز به ورودي CLOCK آن اعمال شود .

ازاين خاصيت اين تراشه استفاده شده است تا بتوانيم تابلو رواني را طراحي كنيم تا داراي كمترين خط داده و كنترلي باشد . به عنوان مثال در اين تابلو روان تنها تعداد 8 خط داده و 5 خط كنترل لازم داريم وبس . در صورتي كه اگر از روشهاي معمولي براي دسترسي به سطر و ستون هاي تابلو روان استفاده ميكرديم به تعداد 16 خط داده و 24 خط كنترلي ستون ها نياز داشتيم .

پايه هاي اين نمايشگر ها از طريق كابل Flat به برد اصلي انتقال يافته و در روي آن برد از طريق كانكتور هاي IDC و به همراه پين هدر هاي 10 تايي در دسترس هستند . براي اطلاع از نحوه ي اين اتصالات به نقشه هاي مربوطه مراجعه كنيد .

عكس : ماجول نمايشگر

ماجول ابزار دقيق :

در ماجول ابزار دقيق تعداد 5 نوع سنسور پر مصرف در نظر گرفته شده است . اين سنسور ها عبارتند از سنسور التراسونيك – سنسور حرارت به دو مد آنالوگ و ديجيتال – سنسور رطوبت – سنسور نور- سنسور گاز ( دو نوع گاز )

بعضي از اين سنسور ها در كنار خود داراي يك پتانسيومتر ميباشند كه قابليت تنظيم مقادير داده خروجي را به ما ميدهند . نقشه ي اين ماجول درضميمه ي نقشه هاي بردها آورده شده است .

ماجول عملگر:

در ماجول عملگر 3 نوع موتور رايج و پر كاربرد در نظر گرفته شده است . اين موتور ها عبارتند از DC-MOTOR , STEP MOTOR , SERVO MOTOR

در ورودي اين موتور ها بافر هاي مربوط به هركدام قرار داده شده است . بافر ULN2003 براي STEP MOTOR و SERVO MOTOR در نظر گرفته شده و مدار راه انداز مربوط به DC MOTOR توسط اپتو كوپلر طراحي شده است .

عكس : ماجول موتور

براي هر سه ماجول نمايشكر و ابزار دقيق و عملگر يك كليد ON/OFF در نظر گرفته شده است كه براي اين كه بتوانيد از اين ماجول ها استفاده كنيد آن را روشن كنيد . LED روي برد 3 نمايشگر وجود و يا عدم وجود تغذيه در برد 3 است.

نحوه ي راه اندازي و استفاده از پروگرامر سه كاره AVR :

به همراه مجموعه يك دستگاه سه كاره براي پروگرامر و ديباگر ميكروكنترلر AVR ارائه شده است كه شامل يك پروگرامر USB ASP براي پروگرم كردن AVR ميباشد كه از پورت USB براي اتصال به كامپيوتر استفاده ميكند و يك دستگاه JTAG ICE كه براي پروگرم كردن وdebug كردن ميكروكنترلر AVR استفاده مي شود اين دستگاه از پورت SERIAL براي ارتباط با كامپيوتر استفاده ميكند و يك دستگاه پروگرامر STK200/300 كه براي پروگرم كردن ميكروكنترلر AVR به كار ميرود . اين پروگرامر از پورت PARALLEL براي ارتباط با كامپيوتر استفاده ميكند .

براي راه اندازي و استفاده از پروگرامر توضيحات زير را به دقت مطالعه كنيد :

اولين قسمت از دستگاه پروگرامر، پروگرامر STK 200/300 است كه از پورت موازي (LPT) كامپيوتر استفاده مي كند و مدار تشكيل دهنده آن يك آي سي بافر با شماره 74HC244 است و نقشه مداري آن نيز ارائه شده است. خروجي پين هاي پروگرامر از طريق كانكتور IDC 2*5 قابل دسترس مي باشد. و جهت برنامه ريزي ميكرو بايستي اين كانكتور را بوسيله كابل Flat به كانكتور IDC 2*5 پروگرامر، كه در كنار ميكرو قرار دارد متصل كرد. اين كانكتور به نام ISPIDC مشخص شده است .

براي شناسايي اين پروگرامر توسط نرم افزار بايد در قسمت مربوط به تنظيمات pegrammer گزينه ي AVR stk200/300 را انتخاب كنيد.

دومين قسمت از دستگاه پروگرامر JTAGICE ميباشد كه براي تحليل و بررسي برنامه نوشته شده به همراه اجرا روي ميكرو ميباشد براي استفاده از اين قسمت از دستگاه به ضميمه JTAG ICE مراجعه كنيد .

سومين قسمت دستگاه يعني پروگرامر USB-ASP همانند پروگرامر STK 200/300 داراي خروجيISP مي باشد . خروجي پروگرامر USB-ASP از طريق كانكتور IDC 2*5 در دسترس مي باشد . براي برنامه ريزي ميكرو در اين بخش نيز همانند مورد قبل بايد كانكتور آن را بوسيله كابل Flat به كانكتور كنار ميكرو متصل كرد. نقشه پروگرامر USB-ASP در زير آورده شده است .

پروگرامر USB-ISP داراي يك برنامه اختصاصي ميباشد كه بايد با استفاده از آن ميكروكنترلر را پروگرم كنيد . نام اين نرم افزار progisp.exe ميباشد كه يك نسخه از آن درCD ارائه شده به همراه مجموعه قرار دارد .

براي راه اندازي و استفاه از پروگرامر ISP مطالب زير را به دقت مطالعه كنيد .

اين پروگرامر يكي از جديد ترين انواع پروگرامر هاي USB مي باشد كه سرعت آن بالا بوده و سخت افزار ساده اي دارد . در اين مقاله نحوه ي نصب درايور پروگرامر و چگونگي كد نويسي در بسكام و كدويژن و راهنماي Progisp ارائه شده است :

مراحل نصب پروگرامر در ويندوز XP :

پروگرامر را به پورت USB كامپيوتر يا لپ تاپ خود متصل كنيد .

شكل زير در گوشه سمت راست صفحه نمايش مشاهده خواهد شد.

اگر با پيغام خطاي زير مواجه شديد به قسمت عيب يابي مراجعه كنيد .

در مرحله ي بعد طبق شكل عمل كرده كليد next را بزنيد .

CD مربوط به دستگاه را درون CD ROM قرار داده و گزينه Install the software automatically را انتخاب كرده و NEXT را كليك كنيد تا ويندوز به صورت خودكار اقدام به نصب پروگرامر كند . و يا گزينه Install From List or specific location را انتخاب كنيد و در پنجره ي بعد مسير درايور پروگرامر را وارد كرده و آن را نصب نماييد .

با نمايش پنجره ي بالا پروگرامر به طور كامل نصب ميشود .

مراحل نصب پروگرامر در ویندوز vista :

بروگرمر را به بورت USB کامبیوتر و یا لب تاب خود متصل کنید . به مسیر Control panel\system\device manager رفته و در قسمت other device بر روی USBasp راست کلیک کرده و گزینه ی update driver software را کلیک کنید .

در پنجره ی بعدی در قسمت search for driver software درایور CD-ROM را انتخاب کرده و CD دستگاه را درون CD-ROM قرار داده و بر روی next کلیک کنید .

در بنجره ی بعد گزینه ی install this driver software anyway را انتخاب کرده و در آخر بر روی Close کلیک کنید تا بروگرمر به طور کامل نصب شود . با نصب بروگرمر بر روی کامبیوتر خود حالا نحوه ی ایجاد فایل HEX و ریختن آن در میکرو را توضیح میدهیم .

راهنمای استفاده از پروگرامر :

دو عدد جامپر بر روی پروگرامر وجود دارد که عملکرد آنها به این صورت است :

حالت قطع جامپرها در سمت بالاست ( به طرف پورت USB ) و حالت وصل و يا فعال جامپرها در سمت پايين . يعني اگر جامپر را قطع كنيد بايد جامپر 2 پايه را به پين هاي پاييني از پين هدر 3 پين مربوطه متصل كنيد .

کلید slow clock :

نکته : این کلید دارای دو حالت fast clock و slow clock میباشد .

اگر جامپر وصل باشد یعنی حالت slow clock فعال است . و اگر غیر فعال باشد و یا جامپر را برداشته باشید یعنی حالت fast clock فعال است . اگر این کلید در حالت slow clock باشد شما میتوانید میکروکنترلر را با هر فرکانس پالس ساعتی پروگرم کنید ولی سرعت پروگرم کردن میکرو در این حالت سریع نیست .

اگر این جامپر در حالت قطع باشد (Fast clock) شما فقط میتوانید میکرو کنترلر هایی را كه فرکانس پالس ساعت انها بیشتر از 1,5 مگا هرتز تنظیم شده باشد برنامه زیری کنید . در این حالت سرعت پروگرم کردن میکرو بسیار سریع خواهد بود .

جامپر M8-R :

در موقع استفاده از پروگرامر باید قطع باشد و در صورتی که بخواهید برنامه میکرو ی داخل پروگرامر را update کنید حتما ” باید این جامپر وصل باشد .

خلاصه ی مطالب :

پس برای استفاده از سرعت بالای برنامه ریزی این پروگرامر باید فیوز بیتهای مربوط به کریستال بالا تر از 1.5 مگا هرتز قرار داده شود و کلید کلاک را بر روی fast clock قرار دهید .

حال اگر مطالب را متوجه شده اید در قسمت بعد چگونگی استفاده از نرم افزار قدرتمند progisp و چگونگی تغییر فیوز بیتها با این نرم افزار گفته خواهد شد .

راهنمای استفاده از progisp :

– بعد از نصب پروگرامر و نرم افزار progisp 1.6.6 , progisp را اجرا کنید .

– میکرو کنترلر را با استفاده از کابل Flat به پروگرامر متصل کنید . برای این کار کانکتور IDC 2*5 در روی ماجول میکروکنترلر و در کنار میکرو کنترلر که به نام ISPIDC مشخص شده است را به کانکتور IDC خروجی پروگرامر متصل کنید .

– کابل USB مربوط به پروگرامر را به کامپیوتر متصل کنید .

طبق شکل بعد در قسمت programmer interface گزینه ی usbasp و usb را انتخاب کرده و در قسمت select cpu نوع میکروکنترلر خود را انتخاب کنبد .

کلید ( جامپر) کلاک بر روی پروگرامر را در حالت slow clock قرار دهید .

کلید ERASE را زده تا حافظه فلش داخل میکروکنترلر پاک شود .

اگر با پیغام خطای error : could not find USB asp device برخورد کردید بدین معنی است که پروگرامر توسط برنامه شناسایی نمی شود و از قرار گرفتن پروگرامر در درون پورتusb وهمچنین درست نصب کردن درایور پروگرامر مطمئن شوید .

اگر باز هم با این خطا مواجه شدید به قسمت عیبیابی مراجعه کنید .

بعد از مراحل بالا و بازدن دکمه ی Erase در گوشه ی سمت چپ برنامه عبارت Chip Erase Successfully با رنگ آبی نمایش داده میشود و همزمان 2 led سبز رنگ روی پروگرامر و LED قرمز رنگ روي برد ميكرو یک لحظه روشن خواهند شد .

حال طبق شکل زیر , روی دکمه ی Read کلیک کرده تا فیوز بیت میکرو خوانده شود .

گزینه ی default فیوز بیتها ی پیش فرض میکوکنترلر را در نظر میگیرد .

گزینه ي write پس از تغییر فیوز بیتها آنها را به میکروکنترلر اعمال میکند .

بعد از زدن کلید read فیوز بیتهای cksel3..0 را در قسمت low fuse bits بخوانید .

در این حالت با یکی از اشکال زیر مواجه خواهید شد :

این حالت , حالت پیش فرض میکروکنترلر میباشد و بیانگر این است که فرکانس کلاک کاری میکرو بر روی نوسان ساز RC کالیبره شده داخلی و با مقدار 1Mhz میباشد .

در این حالت فرکانس کاری میکرو بر روی نوسانساز RC کالیبره شده داخلی و با مقدار 2MHz میباشد . چون فرکانس بالای 1.5Mhz میباشد شما برای برنامه ریزی میکرو کنترلر میتوانید کلید مربوط به کلاک را بر روی fast clock قرار دهید تا میكرو با سرعت بالا پروگرم شود .

در این حالت فرکانس کاری میكرو بر روی نوسانساز RC کالیبره شده داخلی و با مقدار 4MHz میباشد . چون فرکانس بالای 1.5Mhz میباشد شما برای برنامه ریزی میکرو کنترلر میتوانید کلید مربوط به کلاک را بر روی Fast Clock قرار دهید تا میكرو با سرعت بالا پروگرم شود .

در این حالت فرکانس کاری میكرو بر روی نوسانساز RC کالیبره شده داخلی و با مقدار 5MHz میباشد .چون فرکانس بالای 1.5Mhz میباشد شما برای برنامه ریزی میکرو کنترلر میتوانید کلید مربوط به کلاک را بر روی fast clock قرار دهید تا میكرو با سرعت بالا پروگرم شود .

در این حالت فرکانس کلاک کاری میکرو بر روی نوسانساز کریستالی خارجی با فرکانس بالا تنظیم شده است . بدین معنی که هر کریستالی که بیشتر از 1.5Mhz است را میتوانید بین پایه های xtal1,xtal2 میكرو قرار دهید ، با آن فرکانس کلاک کار خواهد کرد . چون فرکانس بالای 1.5Mhz میباشد شما برای برنامه ریزی میکرو کنترلر میتوانید کلید مربوط به کلاک را بر روی Fast clock قرار دهید تا میكرو با سرعت بالا پروگرم شود .

در این حالت فرکانس کلاک کاری میکرو بر روی نوسان ساز کریستال خارجی با فرکانس پایین تنظیم شده است . بدین معنی که هر کریستالی که کمتر از 1.5Mhz است را میتوانید بین پایه های XTAL2 , XTAL1 میکرو قرار دهید و میکرو با آن فرکانس کلاک کار خواهد کرد . این حالت کلاک برای اتصال کریستال مخصوص ساعت با فرکانس 32.768KHz در نظر گرفه شده است . در این حالت چون فرکانس زیر 1.5MHz است برای پروگرم کردن میکرو باید جامگر مربوط به کلاک بر روی slow clock قرار بگیرد . در غیر این صورت میکرو پروگرم نمیشود .

حال فیوز بیت میکروی شما هر کدام از این 6 مورد باشد میتوانید با کلیک بر روی صفرو تغییر آن به یک یا بالعکس یک منبع یا اندازه فرکانس پالس ساعت میکرو را تغییر داده و با کلیک کردن بر روی W آن تغییر را به میکرو اعمال کنید .

حال نوبت به ریختن فایل هگز در حافظه ی فلش میکرو میرسد .

بعد از نوشتن برنامه و کامپایل آن و تولید فایل با پسوند HEX با کلیک بر روی کلید Load flash فایل Test.Hex را انتخاب کرده و از منوی Command گزینه ی Write Flash را کلیک کنید

بعد از این انتخاب در قسمت پایین نرم افزار پروسه ی پروگرم کردن میکرو نشان داده میشود و عبارت flash writ successfully نمایش داده میشود .

برنامه ریزی حافظه Eeprom هم شبیه به همین مرحله است .

اگر برنامه ریزی این مرحله کمی طول کشید طبق مطالب قبل به علت روشن بودن کلید در حالت slow clock و زیر 1.5MHz بودن فرکانس کاری میکروکنترلر میباشد .

نکات مربوط به پروگرامر :

در موقع ارسال اطلاعات از طریق کامپیوتر به پروگرامر led3 بر روی پروگرامر روشن خواهد شد و نشان دهنده ی وضعیت پروگرامر میباشد .

CPU در داخل پروگرامر قابلیت آپدیت شدن دارد .

توجه مهم :

در این مدار چون از تغذیه usb استفاده میکنید , دقت کنید اتصال کوتاه در مدار رخ ندهد .

عیب یا بی :

اگر میکرو کنترلر به هر دلیلی پروگرم نمیشود و یا با کار با نرم افزار usbasp به مشکل برخورد ه اید موارد زیر را چندین بار و به دقت بررسی کنید :

1- بعد از نصب پروگرامر مجددا” کامپیوتر خود را راه اندازی کنید ؛

2- در قسمت programmer interface در نرم افزار progisp حتما” usbasp وusb انتخاب شده باشند ؛

3- سعی کنید پروگرامر را به usb های پشت کیس و بدون کابل کمکی وصل کنید ؛

4- دقت کنید میکروکنترلری را که میخواهید پروگرم کنید جزء لیست باشد ؛

5- از سالم بودن میکروکنترلر مطمئن شوید ؛

6- فعال بودن یکی از حالات کلاک RC داخلی یا کریستال خارجی فرکانس بالا یا فرکانس پایین ؛

7- یکسان بودن نام میکروکنترلر در برنامه با میکروکنترلر روی برد ؛

8- سالم بودن پورت usb کامپیوتر ؛

9- از نصب بودن درایور پروگرامر بر روی ویندوز اطمینان حاصل نمایید و طبق شکل صفحات قبل مراحل نصب را انجام داده باشید ؛

10- در صورتی که پروگرامر توسط برنامه شناسایی نمیشود یک بار دیگر قرار گیری پروگرامر را درون پورت usb بررسی کرده و مطمئن شوید که LED قرمز پروگرامر روشن است (LED4) و همچنین از سالم بودن میکرو کنترلر داخل پروگرامر مطمئن شوید . برای این کار با استفاده از پرو گرمر stk200/300 میکروی مربوط به usbasp را شناسایی کنید . اگرنرم افزار (BASCOM) میکرو را شناسایی کرد بدین معنی است که میکروکنترلر درون پروگرامر سالم میابشد . ( البته براي انجام اين كار بايد جامپر مربوط به RESET را براي آي سي ATmega8 فعال كنيد براي اين كار جامپر را طبق شكل زير قرار دهيد .)

عكس: پروگرامر